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POMPE A ROUE A PALETTES A CANAL DIRECTEUR OU CANAUX DIRECTEURS MENAGES DANS LE CORPS DE POMPE, SUR LE
COTE DE LA ROUE A PALETTES.
L'invention concerne une pompe à roue à palettes dont l'étanchéité est assurée au moyen d'un liquide auxiliaire et qui peut aspirer des liquides et des gases. Il s'agit donc d'une pompe à amorçage automatique.
Dans les pompes connues de ce genre, un ou plusieurs canaux directeurs pour le liquide auxiliaire sont ménagés sur le côté de la roue à palettes, ce canal ou ces canaux ayant ordinairement une section rectangulaire. Pour plus de simplici- té, on parlera toujours d'un canal directeur dans la descrip- tion qui va suivre, mais ce qui est dit s'applique aussi à
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des canaux directeurs.
La hauteur d'élévation des pompes connues de ce genre est d'environ 5 à 6 mètres. Eu utilisant une pompe particulière on peut atteindre une hauteur d'élévation d'environ 25 m, la roue à palettes ayant les petites dimensions désirées, par exemple un diamètre de 150 mm, et la vitesse de la pompe étant de 1450 t/min. Dans ce dernier type de pompe, le liquide peut être soumis un nombre de fois à l'action de la force centri- fuge dans la pompe.
L'invention a pour but d'améliorer la hauteur d'éléva- tion et le rendement de ce type de pompes, le canal directeur, connu en lui-même, qui est ouvert du côté de la roue à palet- tes, ayant une forme particulière.
Les canaux directeurs ouverts connus ont une section qui est à peu près rectangulaire ou carrée. On a constaté main- tenant que cette forme n'est pas avantageuse et qu'elle ne peut pas donner les meilleurs résultats.
Suivant l'invention on cherche à éviter cet inconvénient en donnant une forme particulière à ce canal di rec teur. L'idée fondamentale de l'invention consiste à donner une forme arron- die à la section du canal directeur.
On sait que le liquide auxiliaire effectue dans les canaux directeurs un mouvement en hélice, et l'idée fondamentale de l'invention consiste à opposer à ce mouvement en hélice dans le canal directeur peu de résistance ou le minimum de résistance possible. C'est pourquoi on évite en premier lieu les angles ou espaces morts dans le canal, en donnant à ce dernier une sec- tion arrondie. Ces angles morts provoquent des tourbillons qui sont très nuisibles au mouvement du liquide auxiliaire dans le canal.
On obtient déjà. de bons résultats en donnant à la
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section du canal directeur la forme d'un demi-cercle. On ob- tient encore un meilleur rendement en donnant à la section du canal directeur la forme d'un triangle tel que le canal soit le plus large sur le pourtour extérieur de la roue à palettes.
Le sommet du triangle peut naturellement être arrondi. On peut encore augmenter le rendement industriel de la pompe en faisant en sorte que la section du canal directeur aille en diminuant graduellement de l'orifice d'entrée à l'orifice de sortie. On peut encore augmenter l'effet ainsi obtenu en disposant le canal directeur de façon que son axe s'éloigne graduellement du centre de la pompe, de l'orifice d'entrée à l'orifice de sortie.
Une mesure qui améliore encore le rendement d'une pompe de ce genre consiste à utiliser un noyau monté dans le sens de la longueur du canal et simplement relié par des bras de support aux parois du canal directeur.
Enfin on peut monter aussi dans le canal directeur des aubes directrices dont le pas à vis a une hauteur diminuant de l'orifice d'entrée à l'orifice de sortie.
Des essais ont montré que les mesures citées plus haut, utilisées individuellement ou en combinaisons déterminées, ont pour effet d'augmenter le débit de la pompe et notamment la hauteur d'élévation par rapport aux valeurs atteintes jusqu'ici.
Il faut remarquer que la capacité d'une pompe de dimensions dé- terminées est augmentée ainsi de 200 % environ, c.à.d. qu'un moteur de commande peut être utilisé, ayant une puissance -de trois fois la puissance des moteurs utilisés maintenant. Quaxit à la cause de l'augmentation de la hauteur d'élévation et du débit de la pompe conforme à l'invention, il faut l'attribuer au mouvement en hélice du liquide auxiliaire dans la pom- pe,mouvement par lequel le liquide se déplace à l'intérieur du @
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et du canal directeur/des espaces compris entre les palettes de la roue à palettes.
Dans la pompe conforme à l'invention, le mouvement en hélice du liquide auxiliaire rencontre la plus petite ré- sistance possible, ce résultat étant obtenu par différentes mesures qui toutefois visent toutes la forme du canal direc- teur.
Ceci a pour conséquence que la hauteur du pas de l'hélice décrite par le liquide dans son mouvement devient de plus en plus petite au fur et à mesure que le liquide se rap- proche de l'orifice de sortie. Or la diminution de la hauteur du pas entraîne une augmentation de la vitesse du mouvement de rotation du liquide. Dans le voisinage de l'orifice de sortie de la pompe ce mouvement de rotation a donc lieu dans des plans qui coïncident à peu près avec des plans passant par l'axe de la pompe.
Par suite de l'effet gyroscopique, cette masse d'eau qui tourne à une grande vitesse oppose donc une résistance à tout déplacement dans un sens perpendiculaire au sens de rota- tion. C'est ce qui explique pourquoi cette masse de liquide auxiliaire ne peut pas être refoulée en arrière par une colonne d'eau de grande hauteur dans le canal directeur, et récipro- quement pourquoi la hauteur d'élévation de cette pompe est ex- trêmement grande.
Un mode de réalisation de l'invention est représenté à titre d'exemple dans le dessin annexé.
La fig. 1 est une coupe transversale verticale d'une pompe de construction connue.
La fig. 2 est une vue de côté de la face intérieure de la moitié de droite du corps ,de pompe et du canal directeur de la pompe représentée dans la fig. 1.
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La fig. 3 est une coupe transversale d'une partie d'une pompe conforme à l'invention, partie dans laquelle le canal directeur a une forme ronde.
La fig. 4 est une coupe transversale semblable à celle de la fig. 3, le canal directeur ayant toutefois une section en forme de demi-cercle.
La fig. 5 est une coupe transversale semblable à la fige 4, le canal directeur ayant toutefois une section en forme de triangle.
La fig. 6 est une vue semblable à la fig. 2, c'est-à- dire une vue intérieure de la moitié du corps de pompe dans laquelle se trouve le canal directeur.
La fig. 7 est une vue semblable à la fige 6, vue dans laquelle toutefois un noyau est monté dans le canal directeur et la pompe comportant des aubes directrices dont le pas a une hauteur diminuant de l'orifice d'entrée à l'orifice de sortie, et
La fige 8 est un diagramme donnant les courbes de la hauteur d'élévation et du débit de pompes connues et de la pompe conforme à l'invention.
La coupe représentée par la fige 1 est la coupe d'une pompe connue comportant un canal directeur unique. Ces pompes comportent fréquemment deux canaux directeurs, le deuxième canal directeur se trouvant alors dans l'autre moitié (la moi- tié de gauche dans le dessin) du corps de pompe.
L'axe de la roue à palettes est indiqué par 1 et la roue à palettes par 2, tandis que la moitié de droite du corps de pompe est indiquée par 3. Le canal directeur 4 de la pompe connue a une section rectangulaire dont les coins sont le cas échéant un peu arrondis.
Dans la fig. 2 l'orifice de sortie est indiqué par 5.
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L'orifice d'entrée ne se trouve pas dans cette moitié de la pompe, il se trouve dans la moitié de gauche du corps de pompe, en face de l'ouverture 6 représentée dans le dessin. La fig.
2 est une vue à 90 par rapport à la position réelle de la pompe, afin de faire voir deux coupes transversales du canal directeur dans la coupe transversale (fig. 1).
La fig. 3 est une coupe transversale du canal direc- teur 4 1 conforme à l'invention, c'est-à-dire ayant une forme arrondie.
Dans la fig. 1 le cercle 7 en traits interrompus est la projection d'une ligne hélicoïdale que le liquide suit dans son parcours à travers le canal directeur et à travers les in- tervalles ménagés entre les aubes de la roue à palettes.
Dans la, pompe connue, fig. 1, cette ligne hélicoïdale laisse un espace mort appréciable dans le canal directeur. Il se produit, dans cet espace mort, des tourbillons qui sont très nuisibles au déplacement du liquide en hélice. Lorsque le canal directeur a la forme représentée dans la fig. 3, dans la- quelle la section du canal directeur a une forme arrondie, l'es- pace mort a disparu en majeure partie.
Une pompe comportant un canal directeur conforme à la fig. 3 a déjà un rendement sensiblement meilleur que celui des pompes connues. Le cercle 71 de la fig. 3 montre que l'espace mort a sensiblement disparu.
La fig. 4 montre la façon dont la section du canal di- recteur est faite en forme d'arc de cercle suivant l'invention.
Le cercle 7 2 montre que l'espace a totalement disparu, si l'on suppose que la projection de la, ligne hélicoïdale suivie par les masses d'eau est un cercle. On a constaté toutefois que si l'on donne au canal directeur la forme d'un triangle, comme dans la fig. 5,le rendement industriel de la pompe est encore augmenté.
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La projection de l'ensemble de la ligne hélicoïdale semble donc être à peu près elliptique,
Une autre caractéristique de l'invention résulte de la fig. 6 qui est une vue intérieure d'une moitié du corps de pompe. La section du canal directeur 4 4 va en diminuant de l'orifice d'entrée à l'orifice de sortie 5. Pour indiquer cette diminution dans le dessin, des plans 8-9, 8-10 et 8-11 ont été tracés à partir de l'axe de la pompe. Ces plans coupent le canal directeur suivant des coupes transversales 12, 13 et 14 qui ont été rabattues à l'extérieur de la figure 6. La surface des coupes transversales 12, 13 et 14, etc. diminue graduelle- ment. Dans cette figure l'axe du canal directeur est représen- té par la ligne en traits interrompus 15, qui se retouve aussi dans les coupes 12,13 et 14.
Dans un mode de réalisation de l'invention cet axe s'écarte graduellement de l'axe 8 de la pompe, de l'orifice d'entrée de la pompe à l'orifice de sortie.
Enfin il peut y avoir dans le canal directeur un noyau
16 comme celui que représente la fig. 7. Ce noyau traverse l'ensemble du canal directeur et il peut être relié aux parois de ce canal au moyen de bras de support. Le noyau facilite le mouvement hélicoïdal du liquide et dans quelques modes de réa- lisation il augmente le rendement technique de la pompe.
Pour imprimer simultanément un mouvement hélicoïdal à l'eau pendant son mouvement de progression à travers le canal directeur, on peut monter dans le canal directeur des aubes directrices 17 dont le pas à vis a une hauteur qui diminue de l'orifice d'entrée de la pompe à l'orifice de sortie.
La fig. 8 permet de comparer la hauteur d'élévation d'une pompe comportant les perfectionnements conformes à l'in- vention et la hauteur d'élévation de pompes connues. La ligne
0 - V indique le débit en litres par minute et la ligne 0 - H @
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la hauteur de refoulement manométrique H en mètres de colonne d'eau, pour des pompes comportant une roue à palettes de 150 mm de diamètre dans Itaxe et faisant 1450 tours par minute.
La courbe A s'applique à une pompe normale connue, centrifuge ou à anneau d'eau. La courbe B s'applique à la meilleure pompe de ce type, par exemple la pompe Sihi, et la courbe ± s'applique à la pompe conforme à l'invention. Avec des pompes plus nou- velles on a gagné déjà. des points plus hauts de la ligne 0 - H.
Alors le point d'intersection de la courbe C et la ligne 0 - H est le point 69 au moins correspondant avec une hauteur de refoulement manométrique de 69 mètres de colonne d'eau.
L'invention n'est naturellement pas limite aux pompes à simple effet comme celles que représente le dessin, et elle vise aussi les pompes à double effet, c'est-à-dire les pompes comportant un canal directeur de chaque côté de la roue à aubes.
REVENDICATIONS.
1. Pompe à roue à palettes et à liquide auxiliaire circu- lant assurant l'étanchéité, comportant un ou plusieurs canaux directeurs pour ce liquide ménages dans le corps de pompe sur le côté de la roue à palettes, pompe caractérisée par le fait que le canal directeur ou que chaque canal directeur a. une section de forme arrondie.
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VANE WHEEL PUMP WITH STEERING CHANNEL OR STEERING CHANNELS HOUSEHOLD IN THE PUMP BODY, ON THE
SIDE OF THE PALLET WHEEL.
The invention relates to a vane wheel pump which is sealed by means of an auxiliary liquid and which can suck liquids and gases. It is therefore a self-priming pump.
In known pumps of this type, one or more directing channels for the auxiliary liquid are provided on the side of the paddle wheel, this channel or these channels usually having a rectangular section. For the sake of simplicity, we will always speak of a leading channel in the description which follows, but what is said also applies to
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guiding channels.
The height of elevation of known pumps of this kind is about 5 to 6 meters. By using a particular pump a lifting height of about 25 m can be achieved, the paddle wheel having the desired small dimensions, for example a diameter of 150 mm, and the speed of the pump being 1450 rpm. In the latter type of pump, the liquid can be subjected a number of times to the action of the centrifugal force in the pump.
The object of the invention is to improve the lifting height and the efficiency of this type of pump, the steering channel, known per se, which is open on the side of the paddle wheel, having a particular shape.
Known open director channels have a section which is roughly rectangular or square. It has now been found that this form is not advantageous and that it cannot give the best results.
According to the invention, an attempt is made to avoid this drawback by giving a particular shape to this di-rectifier channel. The fundamental idea of the invention consists in giving a rounded shape to the section of the director channel.
It is known that the auxiliary liquid performs in the directing channels a helical movement, and the fundamental idea of the invention consists in opposing this helical movement in the directing channel little resistance or the minimum possible resistance. This is why we first avoid corners or dead spaces in the channel, by giving the latter a rounded section. These blind spots cause vortices which are very detrimental to the movement of the auxiliary liquid in the channel.
We already get. good results by giving the
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section of the directing channel the shape of a semicircle. Even better efficiency is obtained by giving the section of the steering channel the shape of a triangle such that the channel is the widest on the outer periphery of the paddle wheel.
The top of the triangle can of course be rounded. The industrial efficiency of the pump can be further increased by making the cross section of the directing channel go gradually from the inlet port to the outlet port. The effect thus obtained can be further increased by arranging the directing channel so that its axis gradually moves away from the center of the pump, from the inlet port to the outlet port.
One measure which further improves the efficiency of such a pump is to use a core mounted lengthwise of the channel and simply connected by support arms to the walls of the directing channel.
Finally, guide vanes can also be mounted in the directing channel, the pitch of which has a height decreasing from the inlet orifice to the outlet orifice.
Tests have shown that the measures mentioned above, used individually or in determined combinations, have the effect of increasing the flow rate of the pump and in particular the height of elevation compared to the values reached so far.
It should be noted that the capacity of a pump of certain dimensions is thus increased by approximately 200%, ie. that a drive motor can be used having a power of three times the power of the motors in use now. Quaxit to the cause of the increase in the height of lift and the flow rate of the pump according to the invention, it must be attributed to the helical movement of the auxiliary liquid in the pump, movement by which the liquid is move inside the @
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and the steering channel / spaces between the paddles of the paddle wheel.
In the pump according to the invention, the helical movement of the auxiliary liquid encounters the smallest possible resistance, this result being obtained by various measures which, however, all target the shape of the guide channel.
This has the consequence that the height of the pitch of the propeller described by the liquid in its movement becomes smaller and smaller as the liquid approaches the outlet orifice. However, the decrease in the height of the step leads to an increase in the speed of the liquid rotational movement. In the vicinity of the outlet of the pump, this rotational movement therefore takes place in planes which approximately coincide with planes passing through the axis of the pump.
As a result of the gyroscopic effect, this mass of water which rotates at a high speed therefore opposes any displacement in a direction perpendicular to the direction of rotation. This explains why this mass of auxiliary liquid cannot be forced backwards by a column of water of great height in the directing channel, and conversely why the height of elevation of this pump is extremely big.
An embodiment of the invention is shown by way of example in the accompanying drawing.
Fig. 1 is a vertical cross section of a pump of known construction.
Fig. 2 is a side view of the inner face of the right half of the body, pump and the directing channel of the pump shown in FIG. 1.
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Fig. 3 is a cross section of a part of a pump according to the invention, part in which the directing channel has a round shape.
Fig. 4 is a cross section similar to that of FIG. 3, the directing channel however having a section in the form of a semi-circle.
Fig. 5 is a cross section similar to figure 4, the directing channel having, however, a section in the form of a triangle.
Fig. 6 is a view similar to FIG. 2, that is to say an interior view of the half of the pump body in which the guide channel is located.
Fig. 7 is a view similar to figure 6, in which, however, a core is mounted in the guide channel and the pump comprising guide vanes, the pitch of which has a height decreasing from the inlet orifice to the outlet orifice, and
Fig. 8 is a diagram giving the curves of the height of elevation and the flow rate of known pumps and of the pump according to the invention.
The section represented by fig 1 is the section of a known pump comprising a single directing channel. These pumps frequently have two guiding channels, the second directing channel then being in the other half (the left half in the drawing) of the pump body.
The axis of the paddle wheel is indicated by 1 and the paddle wheel by 2, while the right half of the pump body is indicated by 3. The steering channel 4 of the known pump has a rectangular section with corners are slightly rounded if necessary.
In fig. 2 the outlet port is indicated by 5.
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The inlet orifice is not located in this half of the pump, it is in the left half of the pump body, opposite the opening 6 shown in the drawing. Fig.
2 is a view at 90 from the actual position of the pump, in order to show two cross sections of the directing channel in the cross section (fig. 1).
Fig. 3 is a cross section of the guide channel 41 according to the invention, ie having a rounded shape.
In fig. 1 the circle 7 in broken lines is the projection of a helical line which the liquid follows in its path through the directing channel and through the intervals formed between the vanes of the paddle wheel.
In the known pump, fig. 1, this helical line leaves an appreciable dead space in the guiding channel. In this dead space, vortices occur which are very detrimental to the movement of the liquid in a helix. When the director channel has the shape shown in fig. 3, in which the section of the directing channel has a rounded shape, most of the dead space has disappeared.
A pump comprising a directing channel according to FIG. 3 already has a significantly better performance than that of known pumps. The circle 71 in FIG. 3 shows that the dead space has substantially disappeared.
Fig. 4 shows the way in which the section of the directional channel is made in the shape of a circular arc according to the invention.
The circle 72 shows that the space has totally disappeared, if we suppose that the projection of the helical line followed by the water masses is a circle. It has however been observed that if the directing channel is given the shape of a triangle, as in FIG. 5, the industrial efficiency of the pump is further increased.
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The projection of the entire helical line therefore appears to be roughly elliptical,
Another characteristic of the invention results from FIG. 6 which is an interior view of one half of the pump body. The section of the directing channel 4 4 decreases from the inlet port to the outlet port 5. To indicate this decrease in the drawing, plans 8-9, 8-10 and 8-11 have been drawn to from the axis of the pump. These planes intersect the directing channel along cross sections 12, 13 and 14 which have been folded outside in Fig. 6. The surface of cross sections 12, 13 and 14, etc. gradually decreases. In this figure the axis of the directing channel is represented by the dotted line 15, which is also found in sections 12, 13 and 14.
In one embodiment of the invention, this axis gradually moves away from the axis 8 of the pump, from the inlet of the pump to the outlet orifice.
Finally there may be a nucleus in the director channel
16 like that shown in FIG. 7. This core passes through the whole of the director channel and it can be connected to the walls of this channel by means of support arms. The core facilitates the helical movement of the liquid and in some embodiments it increases the technical efficiency of the pump.
In order to simultaneously impart a helical movement to the water during its movement of progression through the director channel, it is possible to mount guide vanes 17 in the director channel, the pitch of which has a height which decreases from the inlet orifice of the pump to the outlet.
Fig. 8 makes it possible to compare the height of elevation of a pump comprising the improvements in accordance with the invention and the height of elevation of known pumps. Line
0 - V indicates the flow in liters per minute and the line 0 - H @
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the manometric delivery head H in meters of water column, for pumps comprising a paddle wheel 150 mm in diameter in Itaxe and making 1450 revolutions per minute.
Curve A applies to a known normal centrifugal or water ring pump. Curve B applies to the best pump of this type, for example the Sihi pump, and curve ± applies to the pump according to the invention. With newer pumps we have already won. higher points of line 0 - H.
Then the point of intersection of the curve C and the line 0 - H is the point 69 at least corresponding with a manometric delivery head of 69 meters of water column.
The invention is of course not limited to single-acting pumps such as those shown in the drawing, and it is also aimed at double-acting pumps, that is to say pumps comprising a steering channel on each side of the impeller. paddle steamer.
CLAIMS.
1. Vane wheel pump and auxiliary liquid circulating ensuring tightness, comprising one or more guiding channels for this household liquid in the pump body on the side of the vane wheel, pump characterized in that the director channel or that each director channel has. a rounded section.