Brevet FR3006720A1 — publié le 20141212

La présente invention se rapporte aux pompes dilacératrices et aux procédés de dilacération de fibres en suspension dans du liquide, tel que des eaux usées. On connaît déjà une pompe dilacératrice par le modèle 5 d'utilité allemand 68526769.6 ayant un couteau formé d'une pièce. Le couteau a un trou central traversant et une paroi périphérique, ainsi qu'une face allant de la paroi périphérique au trou. Cette face est pourvue d'éléments de coupe. Cette pompe est dangereuse, le 10 personnel peut être blessé par le couteau. L'invention pallie ce danger par une pompe dilacératrice comprenant un corps à l'intérieur duquel un impulseur est monté tournant et un ensemble de coupe ayant des arêtes coupantes, caractérisée en ce que les arêtes de coupe 15 sont disposées complètement à l'intérieur du corps. Par corps, on entend l'ensemble constitué de la plaque de fermeture, de la partie inférieure de la carcasse et du palier (figure 5), une fois ces trois pièces assemblées. En mettant les arêtes de coupe du couteau à l'intérieur 20 du corps, on écarte tout danger de blessure du personnel par venue en contact avec les arêtes de coupe. Le couteau de l'ensemble de coupe est mis en regard d'une bague sécatrice. Ce couteau et la bague sécatrice font obstacle à la mise en circulation de l'eau dans la pompe. 25 Cela crée des pertes de charge avant de pomper. Le rendement hydraulique de la pompe en est diminué. L'invention permet de remédier à cet inconvénient par le fait que l'ensemble de coupe comprend un couteau formé d'une pièce ayant un trou central traversant une paroi périphérique et une face partant de la paroi périphérique en direction du trou et pourvue d'éléments de coupe, les éléments de coupe étant sous la forme d'aubes à arêtes coupantes en saillie de la face. La pompe dilacératrice a ainsi un rendement hydraulique meilleur ou, à rendement hydraulique égal, nécessitant moins de puissance. Les aubes à arêtes coupantes jouent ainsi non seulement le rôle d'organes coupants, mais ont aussi un effet de canalisation pour la mise en vitesse et sous pression de l'eau véhiculée. Le couteau sert ainsi d'impulseur préalable. De préférence, les aubes sont réparties régulièrement autour du trou et sont disposées de manière à ce que l'intrados et l'extrados de chaque aube s'étendent de la paroi périphérique en direction du trou, l'intrados et/ou l'extrados des aubes ayant des arêtes coupantes. Pour faire que le couteau qui, avec la bague sécatrice, forme l'ensemble de coupe, ait au mieux un effet d'impulseur, il est bon de former un cône d'entrée entre le trou et la face pourvue des aubes. Ce cône d'entrée est, de préférence, formé d'une partie arrondie de manière concave du couteau. Le liquide chargé de matières à dilacérer suit ainsi un trajet convergent avant d'arriver à l'ensemble de coupe et est ainsi mis en vitesse et sous pression, ce qui facilite la dilacération. L'invention vise aussi un procédé de dilacération de matières contenues dans du liquide par pompage du liquide 30 chargé de ces matières, caractérisé en ce qu'on met le liquide en vitesse et sous pression avant d'effectuer une dilacération. La pompe dilacératrice suivant l'invention peut comprendre un arbre entraîné en rotation par un moteur et un impulseur ayant un nombre d'aubes et étant solidaire en rotation de l'arbre face à une plaque définissant une zone d'aspiration du fluide véhiculé pour du fluide véhiculé allant de la zone d'aspiration à une tubulure de refoulement en passant successivement entre le couteau suivant l'invention, qui tourne en étant solidaire de l'arbre, et une bague sécatrice fixée à la plaque de fermeture. Le couteau est muni de moyens d'indexation coopérant avec des moyens conjugués de l'impulseur, de manière à ce que les aubes de l'impulseur en un même nombre que les aubes du couteau soient dans le prolongement des aubes du couteau ou inversement. Le couteau joue ainsi au mieux le rôle d'impulseur préalable et, suivant l'invention, le liquide est mis en vitesse et sous pression avant d'arriver à l'ensemble de coupe, puis davantage encore après l'avoir quitté. Suivant un mode de réalisation améliorant encore le rendement hydraulique, la bague sécatrice est crénelée sur une face frontale destinée à venir en face des aubes du couteau et les parties entre les créneaux ont, suivant la direction de l'arbre, le bord extérieur, le plus proche de l'impulseur, plus près de l'impulseur que ne l'est le bord intérieur, le plus proche de l'impulseur. De préférence, les parties entre les créneaux sont courbées de manière convexe. Ces parties entre les créneaux donnent de la vitesse et compriment le fluide, ce qui contribue à améliorer le rendement hydraulique. Pour l'efficacité de la dilacération, il vaut mieux que les aubes du couteau soient en un nombre pair, lorsque les créneaux sont en un nombre impaire, et soient en un nombre impair, lorsque les créneaux sont en un nombre pair. Tant le couteau que la bague sécatrice sont en un matériau dur, notamment en un matériau métallique, par exemple en acier trempé et sont par eux-mêmes des objets nouveaux. Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple : la figure 1 est une vue en coupe d'un couteau suivant l'invention indexé à l'impulseur de la pompe, dont il n'est représenté qu'une partie ; la figure 2 est une vue de dessus du couteau de la figure 1 ; la figure 3 est une vue en perspective du couteau des figures 1 et 2 ; la figure 4 est une vue en perspective d'une bague sécatrice associée au couteau de la figure 1 dans une pompe dilacératrice ; et la figure 5 est une vue en coupe d'une pompe dilacératrice suivant l'invention. Le couteau représenté aux figures 1 à 3 est formé d'une pièce en acier trempé définissant un trou 1 central destiné au passage de serrage d'une vis de fixation destinée à venir sur le bout d'arbre de la pompe entraînant l'impulseur. Il comporte une paroi 2 périphérique et une face 3 partant de la paroi 2 périphérique en direction du trou 1, mais en restant à distance de celui-ci. Cette distance est comblée par un cône 4 d'entrée concave. Sur la face 3 horizontale, sont ménagées quatre aubes 5 réparties angulairement de manière régulière autour de l'axe x, x' du trou 1. Chaque aube 5 a un extrados 6 et un intrados 7, dont les arêtes sont coupantes. L'intrados et l'extrados de chaque aube 5 s'étend de la paroi 2 périphérique en direction du trou 1. Toutes les aubes 5 sont dirigées dans le même sens sur le dessus du couteau. La bague sécatrice représentée à la figure 4 est dans le même matériau que le couteau. Elle comprend neuf créneaux 8 sur une face frontale, la face frontale opposée étant plane. Les parties 9 entre les créneaux ont, suivant la direction de l'axe xx', le bord 10 extérieur le plus proche de l'impulseur, c'est-à-dire le bord se trouvant en haut à la figure 4, plus près de l'impulseur que ne l'est le bord 11 intérieur le plus proche de l'impulseur. Le bord 10 extérieur est plus loin de l'axe xx' que ne l'est le bord 11 intérieur. La bague sécatrice a le même diamètre extérieur que le diamètre extérieur du couteau. La pompe dilacératrice représentée en coupe à la figure 5 comprend un arbre 12 entraîné en rotation par un moteur (non représenté) et un impulseur 13 ayant le même nombre d'aubes 14 que le couteau 18 et solidaire en rotation de l'arbre 12 dans une plaque 15 de fermeture définissant à l'extérieur une zone 16 d'aspiration du fluide véhiculé. Le corps 24 de pompe est constitué de la plaque 15 de fermeture, de la partie inférieure d'une carcasse 22 de pompe et d'un palier 23. Le fluide véhiculé va de la zone 16 d'aspiration à une tubulure 17 de refoulement en passant successivement, par le cône d'entrée, entre le couteau 18, tel que représenté aux figures 1 à 3 et qui tourne en étant solidaire de l'arbre 12, et la bague 19 sécatrice fixée à la plaque 15 de fermeture et sur l'impulseur 13. Les aubes 5 du couteau et ainsi leurs arêtes coupantes sont complètement à l'intérieur de la plaque 15 de fermeture. Ils sont en-dehors de la zone 16 d'aspiration. Comme le montre la figure 1, le couteau 18 est indexé à l'impulseur 13 par le fait qu'une goupille 20 de l'impulseur 13 pénètre dans un trou 21 conjugué du couteau 18, de manière à ce que les aubes 14 de l'impulseur 13 soient dans le prolongement des aubes 5 du couteau. REVENDICATIONS1. Pompe dilacératrice comprenant : - un corps (24) à l'intérieur duquel un impulseur (13) est monté tournant, et - un ensemble de coupe ayant des arêtes coupantes, caractérisée en ce que les arêtes coupantes sont disposées complètement à l'intérieur du corps (24). 2. Pompe dilacératrice suivant la revendication 1, caractérisée en ce que l'ensemble de coupe comprend un couteau formé d'une pièce ayant un trou (1) central traversant une paroi (2) périphérique et une face (3) partant de la paroi (2) périphérique en direction du trou (1) et pourvue d'éléments de coupe, les éléments de coupe étant sous la forme d'aubes (5) à arêtes coupantes en saillie de la face (3). 3. Pompe dilacératrice suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les aubes (5) sont réparties régulièrement autour du trou. 4. Pompe dilacératrice suivant la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que l'intrados (7) et l'extrados (6) de chaque aube (5) s'étendent de la paroi (2) périphérique en direction du trou (1). 5. Pompe dilacératrice suivant l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que l'intrados (7) et l'extrados (6) des aubes ont des arêtes coupantes. 6. Pompe dilacératrice suivant l'une des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que le couteau a un moyen (21) d'indexation. 7. Pompe dilacératrice suivant l'une des revendications 2 à 6, caractérisé en ce qu'un cône (4) d'entrée est formé entre le trou (1) et la face (3) pourvue des aubes (5). 8. Pompe dilacératrice suivant l'une des revendications 6 ou 7 comprenant : - un arbre (12) entraîné en rotation par un moteur, - l'impulseur (13) ayant un nombre d'aubes (14) et étant solidaire en rotation de l'arbre (12) face à une plaque (15) de fermeture définissant une zone d'aspiration de liquide, du liquide véhiculé allant de la zone (16) d'aspiration à une tubulure (17) de refoulement en passant successivement entre un couteau (18) tournant solidaire de l'arbre (12) et une bague (19) sécatrice fixée à la plaque (15) de fermeture, caractérisée en ce que le couteau est un couteau tel que défini à l'une des revendications 2 à 7 et est muni de moyens d'indexation coopérant avec des moyens conjugués de l'impulseur, de manière à ce que les aubes de l'impulseur soient dans le prolongement des aubes du couteau ou de manière à ce que les aubes du couteau soient dans le prolongement des aubes de l'impulseur ou inversement. 9. Pompe dilacératrice suivant la revendication 8, caractérisée en ce que la bague sécatrice est crénelée et les parties entre les créneaux ont, suivant la direction de l'arbre, le bord extérieur le plus proche de l'impulseur plus près de l'impulseur que ne l'est le bord intérieur le plus proche de l'impulseur. 10. Procédé de dilacération de matières contenues dans du liquide par pompage du liquide chargé de ces matières, caractérisé en ce qu'on met le liquide en vitesse et sous pression avant d'effectuer une dilacération, à l'aide d'une pompe suivant l'une des revendications précédentes.