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POMPE CENTRIFUGE SANS PRESSE-ETOUPE.
La présente invention est relative à des pompes centrifuges sans presse-étoupe et elle porte en particulier sur le joint d'étanchéité sur 1?arbre de ces pompes.. ce joint ayant une importance essentielle pour le par- fait fonctionnement de ces pompes.
On connaît un grand nombre de constructions pour les pompes cen- trifuges sans presse-étoupe Le problème de la fermeture étanche de l'inter- valle entourant l'arbre y est résolu d'une façon plus ou moins judicieuse.
Toutes ces constructions présentent toutefois des défauts qui se manifestent d'une façon particulière dans les pompes qu'on utilise au refoulement de li- quides très corrosifs., en particulier aux températures élevées.
La plupart des constructions connues ont 1?inconvénient de con- duire à un agencement compliqué de l'ensemble de la pompe. Il en est ainsi, en particulier, des constructions de pompes centrifuges sans presse-étoupe dans lesquelles est disposé dans la roue mobile un second système de conduits qui est relié au système de conduits de refoulement proprement dit, de même que des pompes, également connues, dans lesquelles sont prévues, du côté de la face arrière de la roue mobile des aubes ouvertes de refoulement en re- tour ou une roue auxiliaire de refoulemento
D'autre part, tous ces modes de réalisation connus de l'étanché.;
., ité imposent une-consommation accrue d'énergie,et ils n'empêchent pas d'une façon certaine l'aspiration d'air. à travers l'intervalle qui entoure l'ar- bre, pendant le fonctionnement et la réduction de débit de la pompe qui en résulte.
La présente invention conduit, en revanche, à un joint d'arbre pour pompes centrifuges sans presse-étoupe qui est d'une construction aus- si simple que possibles qui ne demande ni une disposition compliquée pour la pompe ni l'agencement de dispositifs additionnels tels que des régula-
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teurs centrifuges et dispositifs analogues, comme on en utilise dans les cons- tructions connues pour appliquer sous pression l'une sur l'autre des surfaces de joint.
Le joint d'arbre selon la présente invention est formé d'une piè- ce annulaire en carbone graphitique, disposée entre le moyeu de la roue mobi- le et la portée qui, sur le boîtier ou l'enveloppe appelée à résister à la pression, est en regard de ce moyeu., fixée à l'un de ces deux éléments de la pompe, et dont la face en bout libre est constamment appliquée par la faible pression d'un ressort contre une portée en regard prévue sur l'autre des deux éléments, en provoquant ainsi la fermeture étanche.
Cette pièce annulaire en graphite peut donc être fixée soit au moyeu de la roue mobile, auquel cas sa face en bout qui est à l'opposé de la roue mobile coopère avec une portée opposée correspondante de l'enveloppe destinée à supporter la pression, soit, en variante, à l'enveloppe sous pres- sion et s'appliquer alors,par sa face en bout qui est du côté de la roue mo- bile, contre la face arrière, exécutée sous la forme de surface d'un champignon de soupape, du moyeu de la roue mobile.
Une caractéristique essentielle de la présente invention consis- te en même temps en ce qu'il ne se produit pas, éventuellement, une applica- tion sous pression des deux surfaces de joint l'une contre l'autre., comme cela se produit dans les constructions connues, et qu'il se produit au contraire une application de ces surfaces l'une contre l'autre qu'il faut désigner sous le terme de contact très léger. Malgré cela, on obtient une fermeture absolu- ment hermétique, en raison des excellentes propriétés de glissement et d'auto- lubrification de la pièce annulaire en carbone graphitique, dont les autres avantages résultent de la grande stabilité de cette matière sous l'action de la température et de celle des acides.
Les propriétés du carbone graphiti- que qui sont essentielles pour l'application des pompes de ce genre, par ex- emple pour le pompage d'acides chauds et d'autres liquides très corrosifs, sont semblables à celles des matières qu'on utilise ordinairement pour la fa- brication des pompes destinées à ces applications, comme la fonte au sili- cium, l'acier au chrome-nickel, le grès, la porcelaine, le plomb, les matiè- res synthétiques, le caoutchouc et les couches d'émaillage.
Dans ce qui va suivre, la présente invention va être décrite en regard des dessins joints.
Figure 1 est une coupe longitudinale d'une pompe sans presse- étoupe avec une première forme d'exécution de la nouvelle construction de l'arbre, avec indication du corps de palier en élévation.
Figure 2 est une coupe longitudinale d'une autre forme d'exécu- tion, limitée à la partie importante pour la compréhension de la présente invention. -
Figures 3 et 4 représentent également en coupe longitudinale et en une coupe transversale d'une pièce d'étanchéité une forme d'exécution différente de la présente invention.
Figures 5 à 7 sont des représentations semblables d'autres for- mes de réalisation possibles.
Dans la figure 1, 1 désigne l'enveloppe sous pression, 2 la tu- bulure d'admission, 3 la roue mobile et 4 l'arbre de la pompe.
Dans un alésage faiblement conique 6 ménagé dans la face arriè- re du moyeu 5 de la roue mobile a été introduit à la presse l'anneau 7 en graphite qui se compose d'une partie ayant une forme faiblement conique correspondante et d'une partie cylindrique. La face en bout de l'anneau s'applique, sous l'action par exemple d'un ressort logé dans le corps de palier 13 et qui agit sur l'arbre, contre la portée opposée 8 qui entoure l'orifice de passage de l'arbre à travers l'enveloppe sous pression, sous une pression faible (application légère) réglable.
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Le liquide qui sort de l'enceinte sous pression-9 de la pompe et passe à travers l'intervalle 10 du labyrinthe entre le moyeu de la roue mobile et l'enveloppe parvient dans l'espace 11 d'où il est renvoyé à la roue mobile à travers les trous de décharge 12.
On évite avec une sécurité absolue une sortie du liquide de fui- te par couverture de passage de l'arbres grâce aux surfaces appliquées 1' une sur l'autre (la face arrière en bout de la pièce 7 en carbone graphitique et la portée opposée 8). Par suite de cette fermeture absolument herméti- que on peut surmonter avec une pompe de la construction nouvelle des hau- teurs d'aspiration plus grandes qu'avec les exécutions connues jusqu'ici pour les pompes centrifuges sans presse-étoupe et même pour les pompes avec presse-étoupe
La pompe se compose uniquement de trois pièces, à savoir l'en- veloppe destinée à supporter la pression, la tubulure d'aspiration et la roue mobile.
La forme d'exécution selon la figure 2 diffère de celle qui vient d'être décrite uniquement par le fait que l'anneau graphitique, dési- gné dans ce cas par 14, n'est pas fixé dans un alésage du moyeu de la roue mobile, mais est emmanché à la presse à l'intérieur de l'enveloppe desti- née à résister à la pression, tandis que, suivant une disposition inversée.. la face en bout du moyeu de la roue mobile, qui est exécutée sous la forme ' d'une surface plane 15,coopère avec la face en bout,, située du côté de la roue mobile, de l'anneau graphitique 14 sur laquelle elle est appliquée élastiquement et provoque la fermeture étanche de la même manière que ce qui a été décrit ci-dessus.
Dans la forme d'exécution selon les figures 3 et 4, l'anneau de graphitedésigné dans ce cas par 16a été fixe à la coulée à l'inté- rieur de l'enveloppe destinée à résister à la pression. Une rainure annulai- re 17 de l'anneau en carbone graphitique assujettit l'anneau d'une façon certaine à son 'emplacement en combinaison avec des encoches périphériques 18 radiales, prévues sur son collet arrière et dont il en a été prévu, se- lon l'exemple d'exécution.. quatre.
Suivant une disposition qui correspond à celle de la figure I, l'anneau de graphite peut aussi être fixé en place à la coulée de façon ana- logue dans le moyeu de la roue mobile. D'autre part, dans les deux cas, il peut,,, au lieu d'être fixé en place à la coulée,être scellée dans les élé- ments de construction correspondants.
La disposition selon la figure 5 correspond à celle de la figu- re 2. avec cette différence que l'arbre de la pompe est exécuté.. d'une maniè- re en soi connueen une matière ne résistant pas à la corrosion et est en- touré d'un manchon 20 de protection de l'arbre en une matière résistant à la corrosion.
Toutes les formes d'exécution de l'invention décrites jusqu'ici ont en commun cet autre avantage qu'il en résulte en même temps un faible porte-à-faux de l'arbre de la roue mobile montée en porte-à-faux.
Les figures 6 et 7 représentent une forme d'exécution un peu différente pour la construction d'ensemble et dans laquelle le déplacement axial de l'ensemble du système de la roue mobile ou l'application, sous pression., des faces opposées l'une contre l'autre se fait non pas de la mê- me manière que dans les formes d'exécution décrites en premier lieu, c'est-à- dire d'une manière en soi connue par un ressort de pression disposé dans le corps de palier, mais l'arbre même est fixe dans le sens axial et un élément de construction additionnel qui contient à son tour les pièces servant à fer- mer de façon étanche l'ouverture de passage de l'arbre pivote dans un alésa- ge cylindrique 21 de l'enveloppe destinée à supporter la pression, de façon à pouvoir subir un mouvement de translation sous la pression d'un ressort.
D'après la figure 6, cet élément de construction se compose du
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manchon 22 de champignon de soupape qui est vissé au moyen du filetage 24 sur un manchon 23 qui entoure l'arbre et qui peut se déplacer par rapport à cet arbre. Le manchon 23 et par conséquent le manchon 22 sont soumis à l'action d'un ressort 31 qui s'appuie contre l'écrou 30 qui ferme l'enve- loppe 29 et applique de cette façon les surfaces de joint 32 de l'anneau graphitique et du manchon 22 l'une contre l'autre.
Entre les manchons 22 et 23 et ainsi qu'entre les deux brides 26 de l'enveloppe supportant la pression et 27 de l'enveloppe latérale 29, qui sont assemblées par le boulon 28, est insérée la membrane mobile 25.
Avec la membrane 25 la fermeture parfaitement étanche déjà réalisée par la pièce annulaire graphitique est rendue encore plus sûre et toute sortie de liquide à travers la fente entre l'alésage 21 et le manchon de champi- gnon de soupape, est rendue impossible.
La forme d'exécution selon la figure 7 diffère de celle qui vient d'être décrite uniquement par le fait que l'arbre de la pompe, qui ne résiste pas à la corrosion, est entouré d'un manchon 20 de protection de cet arbre, en une matière résistant à la corrosion, et que l'anneau graphitique est remplacé par un manchon 23 en carbone graphitique disposé, de façon à pouvoir se déplacer en sens contraire de la pression d'un res- sort, dans l'alésage continu qui traverse l'enveloppe résistant à la pres- sion. Ce manchon est appliqué directement contre la face plane de joint du moyeu de la roue mobile de la manière décrite en regard de la figure 6 pour le manchon 22 de champignon de soupape.
La façon dont on produit la pression élastique qui applique les surfaces de joint l'une contre l'autre est sans importance en elle-même.
Elle peut se faire, par exemple, aussi par l'intermédiaire de deux boulons de presse-étoupe avec ressorts de pression intercalés qui s'appuient contre le chapeau du presse-étoupe.
L'application du principe de la présente invention ne se limi- te pas aux pompes centrifuges sans presse-étoupe, elle est, au contraire, possible également dans d'autres cas dans lesquels les données sont analo- gues, par exemple dans les pompes à amorçage automatique, les pompes à vi- de.. les compresseurs et machines analogues. D'autre part, l'invention n'est pas limitée dans le détail., cela va de soi, en ce qui concerne sa forme de réalisation aux constructions représentées sur les dessins, et il y a au contraire possibilité de réaliser de nombreuses modifications sans qu'on s' écarte des limites du principe de cette invention.