Brevet FR3047278A1 — publié le 20170804

POMPE ELECTRIOUE CENTRIFUGE ET CARTER MOTEUR POUR UNE TELLE POMPE La présente invention concerne une pompe électrique centrifuge. L'invention concerne également un carter de moteur pour une telle pompe électrique centrifuge. De nos jours, on connaît des pompes centrifuges qui sont composées sensiblement d'un corps creux muni de conduits d'aspiration et de refoulement, contenant un ou plusieurs impulseurs ou roues de pompe alternés avec des diffuseurs et clavetés sur l'arbre d'un moteur électrique enfermé dans un carter de moteur qui l'isole du liquide refoulé par la pompe. De telles pompes sont habituellement munies d'un dispositif électronique qui 15 comprend un onduleur et une unité électronique de contrôle et de commande, typiquement contenues dans un corps en forme de boîte associé au côté extérieur du carter de moteur. Comme on le sait, pour assurer le fonctionnement correct et le maintien des meilleures conditions d'utilisation de la pompe, il est nécessaire que cette pompe soit 20 munie d'un système de refroidissement du moteur, afin d'assurer la stabilité de la température en l'empêchant de s'élever au-delà des limites prévues. Il est également nécessaire de contrôler la température de l'électronique et de l'onduleur. De nos jours, pour maintenir la température du moteur dans les limites de sa 25 conception, les systèmes de refroidissement qui utilisent de l'air et qui utilisent du liquide sont répandus. Dans le premier cas, le refroidissement est dû à une ventilation forcée de l'air par l'intermédiaire d'un ventilateur de refroidissement installé dans le carter du moteur. 30 Dans le deuxième cas, au moins une fraction du liquide déplacé par la partie hydraulique est amenée à s'écouler par-dessus le carter du moteur, pour ensuite remonter vers le conduit de distribution. RA38200 \38215 \38215FRBN\ 1-Filine38215-170227-TRADTXT FR.doc - ler mars 2017 - 1/9 3047278 2 Le dispositif électronique est également refroidi par un ventilateur de refroidissement spécial, ou par le même liquide qui s'écoule sur le carter de moteur auquel est associé le dispositif. Un refroidissement au liquide est préférable en particulier pour les pompes de 5 surface, où le besoin est mieux ressenti de réduire le bruit des appareils de pompage, en éliminant le ventilateur de refroidissement externe. Cependant, ce système n'est pas démuni d'inconvénients, le principal inconvénient étant la nécessité de réaliser le carter de moteur en acier inoxydable, afin de le protéger de l'oxydation due au passage du liquide, typiquement l'eau refoulé par 10 la pompe. Bien que les matériaux métalliques se prêtent en général bien à la conduction de la chaleur, l'acier inoxydable ne donne pas des résultats optimaux en ce qui concerne le refroidissement du moteur. En outre, leur utilisation nécessite des procédés de production onéreux, comme 15 par exemple le moulage au sable, et sa contribution au poids de la pompe n'est pas négligeable. Il est plus fréquent de fabriquer des carters de moteur en acier inoxydable par pressage à froid, par emboutissage de tôle ou par déformation par calandrage. Cependant, ces procédés de fabrication présentent également certains 20 inconvénients, le principal inconvénient étant le contrôle des tolérances géométriques et dimensionnelles du produit. A cela s'ajoute l'inconvénient, comme avec le procédé de coulée, de coûts de production non négligeables. Afm de remédier à ces inconvénients, une pompe électrique centrifuge présente 25 été développée dans laquelle le carter de moteur est en aluminium et présente une surface de refroidissement sur lequel s'écoule le liquide refoulé provenant de la partie hydraulique. Avantageusement, la surface de refroidissement est munie d'un revêtement résistant à l'oxydation. 30 Un tel revêtement est réalisé en déposant des matériaux résistant à l'oxydation, par exemple par téflonnage, ou par dépôt de matériau céramique ou par surmoulage de matière plastique. La matière plastique est par exemple constituée d'un caoutchouc 3047278 3 élastomère à haute conductivité thermique, qui est ancrée sur le carter du moteur par vulcanisation à chaud. Un tel revêtement, bien que fonctionnel, s'est avéré relativement complexe à fournir, puisque les opérations de dépôt ou de surmoulage concernent une surface 5 complexe du carter du moteur, et une surface qui est interne à ce carter de moteur, et donc difficile à atteindre, à la fois pour effectuer ces opérations et pour vérifier les travaux effectués. Le but de la présente invention est de fournir une pompe électrique centrifuge qui soit capable d'assurer le bon niveau de refroidissement du moteur en l'absence d'un 10 ventilateur de refroidissement et qui puisse être fabriquée à faible coût. Dans ce but, un objet de l'invention est de développer une pompe électrique dans laquelle le carter de moteur est recouvert de façon simple et également efficace. Un autre objet de l'invention est de proposer une pompe électrique avec un carter de moteur plus léger que les carters classiques, assurant ainsi une plus grande légèreté globale pour toute la pompe centrifuge. Un autre objet de l'invention est de fournir une pompe électrique tout en assurant un bon contrôle des tolérances géométriques et dimensionnelles du produit fini. Ce but et ces objets ainsi que d'autres qui deviendront plus évidents ci-après sont atteints par une pompe électrique centrifuge et par un carter de moteur. Ladite pompe électrique centrifuge comprend un carter de moteur, contenant à son tour un moteur électrique avec un arbre de transmission, et une partie hydraulique, l'arbre de transmission étant relié à au moins un rouet de pompe qui est présent dans ladite partie hydraulique, ledit carter de moteur étant muni intérieurement d'un boîtier dans lequel ledit moteur électrique est logé, une surface externe dudit boîtier définissant une surface de refroidissement sur laquelle peut s'écouler le liquide refoulé venant de ladite partie hydraulique, ladite surface de refroidissement étant munie d'un revêtement résistant à l'oxydation, ladite pompe électrique centrifuge étant caractérisée en ce que ledit revêtement est constitué par une gaine hydrauliquement isolante, qui est profilée afin d'influencer ladite surface de refroidissement. Ledit carter de moteur contient un moteur électrique et comporte l'intérieur un boîtier dans lequel est logé ledit moteur électrique, la surface externe dudit boîtier définissant une surface de refroidissement sur laquelle peut s'écouler le liquide refoulé, 3047278 4 ladite surface de refroidissement étant munie d'un revêtement résistant à l'oxydation, ledit carter de moteur étant caractérisé en ce que ledit revêtement est constitué par une gaine hydrauliquement isolante, qui est profilée afin d'influencer ladite surface de refroidissement. 5 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront mieux à la lecture de la description détaillée qui suit d'un mode de réalisation préféré mais non exclusif de la pompe électrique centrifuge selon l'invention, qui est illustrée à titre d'exemple non limitatif dans les dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue latérale en coupe transversale d'une pompe électrique 10 centrifuge selon l'invention; - la figure 2 est une vue en plan partiellement éclatée et en coupe transversale de la pompe électrique selon l'invention; - la figure 3 est une vue en perspective découpée d'un corps de pompe avec revêtement, partiellement assemblé; 15 - la figure 4 est une vue en perspective découpée du corps de pompe de la figure 3 avec un revêtement, une fois assemblé. En référence aux figures, une pompe électrique centrifuge selon l'invention est généralement désignée par la chiffre de référence 10. La pompe électrique centrifuge 10 comprend un carter de moteur 11, qui à son 20 tour contient un moteur électrique 12 avec un arbre de transmission 15, et une partie hydraulique 13. L'arbre de transmission 15 est relié à un rouet de pompe 14 qui se trouve dans la partie hydraulique 13. Le carter de moteur 11 est muni intérieurement d'un boîtier 16 à l'intérieur 25 duquel est disposé le moteur électrique 12. La surface externe du boîtier 16 fournit une surface de refroidissement 17 qui est adaptée pour que le liquide refoulé par la pompe provenant de la partie hydraulique 13 s'écoule sur cette surface. La surface de refroidissement 17 est munie d'un revêtement qui est résistant à 30 l'oxydation. Le revêtement est constitué par une gaine hydrauliquement isolante 18, qui est profilée afin d'influencer la surface de refroidissement 17. 3047278 5 La gaine 18 est réalisée en matière plastique et peut donc être fournie par moulage, par exemple par moulage par injection ou par moulage par compression. La gaine 18 est réalisée en un matériau élastomère, et de préférence en caoutchouc. 5 Le caoutchouc élastomère présente de bonnes propriétés mécaniques, car il peut avoir une bonne valeur de charge de rupture, de résistance à la déformation permanente et de récupération élastique, et une bonne résistance à la fatigue, au déchirement et à l'usure, de plus il est non toxique et donc se prête bien au passage de l'eau sur sa surface sans libérer des polluants. 10 Le carter de moteur 11 est en aluminium. Le carter de moteur 11 peut être obtenu par une opération de coulée ou, de préférence, par coulée sous haute pression d'aluminium; le carter de moteur 11 est ensuite usiné mécaniquement. Le carter de moteur 11 comprend une enceinte externe 19 et le boîtier interne 15 16, qui sont intégrés dans une seule pièce d'aluminium. Entre le boîtier 16 et la surface intérieure de l'enceinte 19, un espace intermédiaire 20 est défini pour la circulation du liquide de refroidissement refoulé. La gaine hydrauliquement isolante 18, qui est profilé afin d'influencer la surface de refroidissement 17, est donc conformée pour recouvrir à la fois le boîtier 16 20 et la surface intérieure de l'enceinte 19 qui coopèrent pour définir l'espace intermédiaire 20, comme on le voit clairement sur les figures 2, 3 et 4, protégeant ainsi à la fois le boîtier 16 et l'enceinte 19. On voit clairement sur la figure 3 que la gaine 18 est un composant séparé, réalisé par moulage et puis assemblé avec le carter de moteur 11. 25 La gaine 18 présente un bord périmétrique 21 avec un pli 22 qui est conçu pour être bloqué par pincement entre les brides de jonction 23 et 24 respectivement du carter de moteur 11 et de la partie hydraulique 13. Dans une première variante de réalisation de l'invention, la gaine 18 est insérée de manière amovible dans le carter de moteur 11 et est donc libre d'être retirée si 30 nécessaire. Dans une deuxième variante de réalisation de l'invention, la gaine 18 est insérée dans le carter de moteur 11 et y est collée. 3047278 6 La gaine 18, si elle n'est pas collée, à part le fait d'être susceptible d'être assemblé rapidement, est également susceptible d'être enlevé rapidement pour être remplacé ou pour l'élimination séparée des composants de la pompe électrique en fin de vie. 5 La pompe électrique centrifuge 10 selon l'invention présente donc le moteur électrique 12, synchrone avec des aimants permanents ou asynchrone comme il est traditionnel, refroidi par le liquide refoulé. Une telle pompe électrique 10 comprend les composants susmentionnés qui contribuent à atteindre le but principal, c'est-à-dire l'économie d'énergie par rapport 10 aux pompes classiques traditionnelles. La pompe 10 apporte également d'autres avantages importants, tels qu'une réduction du bruit et des des parties encombrantes qui en fait partie par rapport à des pompes électriques similaires sur le marché aujourd'hui. En particulier, la réduction du bruit est due au fait qu'aucun ventilateur arrière 15 n'est utilisé pour refroidir le moteur, étant donné que le moteur est particulièrement efficace et refroidi par le liquide refoulé. En particulier, le moteur électrique 12 est refroidi par le liquide refoulé (dans ce cas de l'eau) grâce à l'élimination de la chaleur qui est obtenue au moyen de la surface de refroidissement 17 et grâce à la gaine superposée 18, le ventilateur arrière 20 utilisé pour refroidir le moteur ayant été éliminé. Le carter du moteur est en aluminium garni de caoutchouc afin de le protéger de l'oxydation des pièces en contact avec l'eau. L'invention concerne également un carter de moteur 11 tel que décrit ci-dessus, contenant un moteur électrique 12; le carter de moteur 11 étant muni intérieurement d'un boîtier 16 dans lequel est logé le moteur électrique 12, la surface externe du boîtier 25 16 définissant une surface de refroidissement 17 qui est adaptée pour que le liquide refoulé provenant d'une partie hydraulique 13 d'une pompe électrique dont le carter de moteur 11 fait partie s'écoule sur cette surface. La surface de refroidissement 17 est munie d'un revêtement qui est résistant à l'oxydation. 30 Le carter de moteur 11 est caractérisé en ce que le revêtement est constitué par une gaine hydrauliquement isolante 18 qui est profilée afin d'influencer la surface de refroidissement 17, comme décrit ci-dessus. 3047278 7 En pratique, on a trouvé que l'invention atteint pleinement le but et les objets visés. En particulier, avec l'invention, une pompe électrique centrifuge a été conçue qui est capable d'assurer le bon niveau de refroidissement du moteur en l'absence d'un 5 ventilateur de refroidissement et qui peut être fabriquée à faible coût. En outre, avec l'invention, une pompe électrique a été conçue dont le carter de moteur en aluminium est recouvert de façon simple et également efficace en termes d'isolation contre l'eau et donc de protection contre l'oxydation. De plus, avec l'invention, une pompe électrique a été conçue avec un carter de 10 moteur en aluminium, donc plus léger que les carters classiques, assurant ainsi une plus grande légèreté globale pour toute la pompe centrifuge. De plus, avec l'invention, une pompe électrique est proposée dans laquelle un bon contrôle est assuré des tolérances géométriques et dimensionnelles des composants en aluminium dans le produit fini. 15 En pratique, les composants et les matériaux utilisés, à condition qu'ils soient compatibles avec l'utilisation spécifique, et les dimensions et formes éventuelles, peuvent être quelconques selon les exigences et l'état de la technique. 20 REVENDICATIONS1. Pompe électrique centrifuge (10) comprenant un carter de moteur (11), contenant à son tour un moteur électrique (12) avec un arbre de transmission (15), et une partie hydraulique (13), l'arbre de transmission (15) étant relié à au moins un rouet de pompe (14) qui est présent dans ladite partie hydraulique (13), ledit carter de moteur (11) étant muni intérieurement d'un boîtier (16) dans lequel ledit moteur électrique (12) est logé, une surface externe dudit boîtier (16) définissant une surface de refroidissement (17) sur laquelle peut s'écouler le liquide refoulé venant de ladite partie hydraulique (13), ladite surface de refroidissement (17) étant munie d'un revêtement résistant à l'oxydation, ladite pompe électrique centrifuge (10) étant caractérisée en ce que ledit revêtement est constitué par une gaine hydrauliquement isolante (18), qui est profilée afin d'influencer ladite surface de refroidissement (17). 2. Pompe électrique selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite gaine (18) est réalisée en matière plastique. 3. Pompe électrique selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite gaine (18) est réalisée en un matériau élastomère, et de préférence en caoutchouc. 4. Pompe électrique selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite gaine (18) est insérée de manière amovible dans le carter de moteur (11). 5. Pompe électrique selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite gaine (18) est collée à l'intérieur du carter de moteur (11). 6. Carter de moteur (11), contenant un moteur électrique (12), ledit carter de moteur (11) comportant à l'intérieur un boîtier (16) dans lequel est logé ledit moteur électrique (12), la surface externe dudit boîtier (16) ) définissant une surface de refroidissement (17) sur laquelle peut s'écouler le liquide refoulé, ladite surface de refroidissement (17) étant munie d'un revêtement résistant à l'oxydation, ledit carter de moteur (11) étant caractérisé en ce que ledit revêtement est constitué par une gaine hydrauliquement isolante (18), qui est profilée afm d'influencer ladite surface de refroidissement (17).30