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PERFECTIONNEMENTS AUX POMPES A COMMANDE ELECTRIQUE.
Cette invention est relative à des pompes à commande électrique et elle se rapporte spécialement aux groupes de pompe comprenant un moteur à induit mouillé.
Dans la demande de brevet belge déposée en même temps que la présente et ayant pour titre : "Perfectionnements relatifs aux pompes à com- mande électrique", on a décrit et revendiqué un groupe de pompe à commande électrique comprenant., en combinaison,un moteur électrique ayant des bobines inductrices et un induit, les bobines inductrices étant séparées de l'induit par un manchon étanche au liquide et l'induit étant relié de façon active à un rotor de pompe, des moyens pour fermer les deux extrémités dudit manchon., sauf en un endroit, à chaque extrémité,réservé à un orifice, l'un desdits moyens de fermeture étant en matière souple et étant pourvu d'un stator de pompe en liaison active avec le rotor, d'où le liquide pompé par le groupe s'écoule à travers et autour de l'induit et lubrifie le manchon,
qui sert de support pour l'induit.
Dans certains cas, cependant, il est désirable que l'arbre de l'induit tourne dans des paliers et l'objet de cette invention est de prévoir des groupes de pompe de ce type. Bien que l'invention soit applicable à des combinaisons de moteurs électriques avec des pompes de genresvariés, elle est particulièrement applicable à des pompes du type décrit 'dans la spécifi- cation du brevet n 1.892.217 déposé aux Etats-Unis d'Amérique. Cette pompe comprend un rotor présentant des filets hélicoïdaux externes, de contour ar- rondi, et un stator présentant des filets hélicoïdaux internes, de contour arrondi, le stator ayant un filet de plus que le rotor.
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L'invention sera décrite avec référence au dessin ci-annexé, dans lequel : la figure 1 est une vue en coupe transversale par le centre d'un groupe moteur-pompe conforme à l'invention.
La figure 2 est une vue fragmentaire, en coupe transversale suivant la ligne 2-2 de la figure 1, et la figure 3 est une vue en coupe transversale, par le centre, d'une construction constituant variante.
Généralement parlant, on peut dire que, dans la construction faisant l'objet de cette invention, l'induit du moteur est isolé des bobines inductrices et de leur noyau au moyen d'un manchon étanche à l'eau. Un orifice est prévu à l'une des extrémités du manchon, l'autre extrémité portant une enveloppe à l'intérieur de laquelle se trouve un stator de pompe.
L'arbre de l'induit du moteur porte un rotor de pompe, en liaison active avec ledit stator, si bien que le liquide qui est pompé traverse complètement l'induit du moteur, traverse les paliers prévus pour l'arbre du moteur et passe autour de ceux-ci, lubrifiant ces éléments sur son passage.
Dans son mode de réalisation préféré, l'invention utilise des stators de pompe à engrenage hélicoïdal du type décrit et revendiqué dans la demande de brevet belge déposée en même temps que la présente et intitu- lée : "Perfectionnements relatifs aux pompes à engrenage hélicoïdal". Un tel stator comprend un élément cylindrique intérieurement rainuré de façon hélicoïdale, entouré, sur pratiquement toute sa longueur, par une enveloppe le rejoignant à l'une de ses extrémités et s'en écartant à l'autre extrémité, ledit stator étant réalisé en une matière élastique.
L'invention sera illustrée par la description, qui suit, de divers modes de réalisation donnés à titre d'exemple seulement.
Si l'on se réfère au dessin, on voit que le noyau inducteur du moteur est indiqué par 10 et est pourvu de la bobine inductrice habituelle,désignée par 11. A l'intérieur du noyau 10, il est prévu un manchon 12, en matière étanche à l'eau, par exemple en une matière plastique ou même en tôle. Dans le mode de réalisation représenté à la figure 1, le manchon 12 est représenté comme réalisé en une matière plastique convenable et moulé d'une pièce avec une partie d'extrémité13, constituant boîtier et pourvue d'un bossage 14, constituant support ou palier, et d'un dispositif d'ouverture 15. Le bossage 14 présente des rainures 14a et 14b, servant à la lubrification, rainures qui apparaissent plus clairement à la figure 2.
Dans l'extrémité ouverte du manchon 12, il est placé un élément 16,comparable à une roue, qui porte un second palier pour l'arbre et qui présente les rainures habituelles pour l'agent lubrifiant, désignées par 16a.
L'élément 16 est ouvert comme il est indiqué en 17, pour le passage du liquide pompé, et il est fixé à l'intérieur du manchon 12 au moyen des vis 18.
Le stator comprend la partie cylindrique 19, avec laquelle sont moulés, d'une pièce, un prolongement 20, formant un passage coaxial avec la partie 19, et une enveloppe sensiblement tronconique 21. L'extrémité ouverte de la partie 21 est réunie à l'extrémité du manchon 12 qui porte l'élément 16 en forme de roue, au moyen d'une bague ou collier de serrage 22, portant des oreilles verticales 23, qui sont serrées ensemble au moyen d'une vis 24. on remarquera donc que les parties 12, 13 et 21 forment une enveloppe complète à ' intérieur du noyau et des bobines inductrices du moteur, cette enveloppe n'étant ouverte qu'aux dispositifs d'ouverture 15 et 20.
A l'intérieur du manchon 12, l'induit 25 du moteur est monté sur un arbre 26, qui est fixé au rotor 27 de la pompe. Le rotor de la pompe peut être vissé dans une extrémité de l'arbre 26, comme il est montré en 28.
Lorsque le groupe moteur-pompe est en fonctionnement, le liquide pompé passe par le dispositif d'ouverture 15, traverse le volume contenu dans le manchon 12 (les paliers de l'arbre constitués par le bossage 14 et
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l'élément 16 étant lubrifiés), traverse le stator 19 et sort par le dispo- sitif d'ouverture 20.
Le mode de réalisation représenté à la figure 3 diffère de ce- lui qui est représenté aux figures 1 et 2, sous certains petits aspects.
Par exemple, le manchon,qui est ici désigné par 12a, est représenté comme étant réalisé en tôle. D'autre part, le chapeau d'extrémité 13a est séparé du manchon et présente un dispositif d'ouverture 15a. Comme aucun bossage n'est solidaire de ce chapeau pour constituer le palier, comme dans le cas envisagé à la figure 1, un élément 30, comparable à une roue, est prévu, lequel porte un bossage 31 servant de palier. L'élément 30 est foré en 32 pour permettre le passage du liquide qui est pompé et le manchon 12a, l'élément 30 et le chapeau d'extrémité 13a sont maintenus assemblés par un collier de serrage 33, avec des oreilles 34 assemblées au moyen d'une vis 35.
L'élément 36, comparable à une roue et remplaçant l'élément 16 de la figure 1, est de diamètre plus grand que le manchon 12a et présente une bride annulaire 37 prévue pour s'adapter dans le manchon 12a le serrage étant effectué au moyen d'un collier ou anneau de serrage 38, ayant des oreilles 39 assemblées au moyen d'une vis 40. L'élément 36 est ouvert en 41 pour le passage du liquide qui est pompé et il porte un bossage 42 constituant un palier pour l'autre extrémité de l'arbre du moteur. Dans cette forme de réalisation particulière, l'arbre 43 du moteur est représenté pourvu d'épaulements, des rondelles 44 étant placées entre ces épaulements et les éléments 30 et 36, ce qui permet la reprise des poussées d'extrémité. Il est clair que les poussées axiales peuvent être reprises de toute autre façon, si on le désire.
La partie tronconique 2la du stator de la pompe est pourvue d'une bride annulaire 45, présentant un renflement ou bourrelet 46. La périphérie de l'élément 36 présente une rainure convenable 47, pour l'engagement du bourrelet 46, et, dans cet exemple, un anneau de serrage 49 est employé, lequel présente également une rainure 50 destinée à recevoir le bourrelet 46.
Le bord de l'élément 36, la bride 45 et l'anneau 49 sont assemblés au moyen de vis appropriées 51. Comme plus haut, le stator de la pompe 19a est disposé dans la partie en forme d'entonnoir 2la et le rotor 27a, fixé à l'arbre 43 du moteur, est en relation d'action avec le stator.
La forme de réalisation représentée à la figure 3 montre également comment le groupe moteur-pompe complet peut être contenu dans une enveloppe destinée à lui donner une allure carénée. Une enveloppe cylindrique est représentée en traits mixtes en 52 et une enveloppe en forme de chapeau fermant l'extrémité est représentée en 53. La partie 53 aura une ouverture centrale pour le passage du dispositif 15a et elle peut être fixée à la partie 52 au moyen de vis 54 ou de toute autre manière convenable. L'induit 25 du moteur peut être du type en cage d'écureuil ou présenter des perforations convenables 25a pour le passage des liquides qui sont pompés, REVENDICATIONS.
1. Pompe à commande électrique comprenant, en combinaison, un moteur électrique avec bobines inductrices et induit, les bobines inductrices étant séparées de l'induit par un manchon étanche au liquide, des moyens, à chaque extrémité du manchon, fournissant des paliers, un arbre, pour 1'induit, monté dans lesdits paliers, un rotor de pompe fixé à l'arbre de l'induit, des moyens pour fermer les deux extrémité du manchon sauf en un endroit réservé à un orifice, à chaque extrémité, l'un desdits moyens de fermeture étant fait en une matière souple, et un stator de pompe disposé à l'intérieur du moyen de fermeture souple et en relation d'action avec le rotor, d'où le liquide qui est pompé par le groupe s'écoule à travers et autour de l'induit et lubrifie les paliers de l'arbre de l'induit.
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IMPROVEMENTS TO ELECTRICALLY CONTROLLED PUMPS.
This invention relates to electrically driven pumps and is particularly related to pump units comprising a wet armature motor.
In the Belgian patent application filed at the same time as the present one and entitled: "Improvements relating to electrically controlled pumps", an electrically controlled pump unit has been described and claimed comprising., In combination, a motor electrical having field coils and an armature, the field coils being separated from the armature by a liquid tight sleeve and the armature being actively connected to a pump rotor, means for closing both ends of said sleeve., except in a place, at each end, reserved for an orifice, one of said closing means being made of flexible material and being provided with a pump stator in active connection with the rotor, from where the liquid pumped by the group flows through and around the armature and lubricates the sleeve,
which serves as a support for the armature.
In some cases, however, it is desirable for the armature shaft to rotate in bearings and the object of this invention is to provide pump units of this type. Although the invention is applicable to combinations of electric motors with pumps of various kinds, it is particularly applicable to pumps of the type described in the specification of patent no. 1,892,217 filed in the United States of America. This pump comprises a rotor having external helical threads, of rounded contour, and a stator having internal helical threads, of rounded contour, the stator having one more thread than the rotor.
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The invention will be described with reference to the accompanying drawing, in which: FIG. 1 is a view in cross section through the center of a motor-pump unit according to the invention.
Figure 2 is a fragmentary cross-sectional view taken on line 2-2 of Figure 1, and Figure 3 is a cross-sectional view, through the center, of an alternative construction.
Generally speaking, it can be said that, in the construction object of this invention, the motor armature is isolated from the field coils and their core by means of a waterproof sleeve. An orifice is provided at one end of the sleeve, the other end carrying a casing inside which is a pump stator.
The motor armature shaft carries a pump rotor, in active connection with said stator, so that the liquid which is pumped completely passes through the motor armature, passes through the bearings provided for the motor shaft and passes around these, lubricating these elements in its path.
In its preferred embodiment, the invention uses helical gear pump stators of the type described and claimed in the Belgian patent application filed at the same time as the present and entitled: "Improvements relating to helical gear pumps" . Such a stator comprises a cylindrical element internally grooved in a helical fashion, surrounded, over practically its entire length, by a casing joining it at one of its ends and moving away from it at the other end, said stator being made in one end. elastic material.
The invention will be illustrated by the following description of various embodiments given by way of example only.
Referring to the drawing, it can be seen that the inductor core of the motor is indicated by 10 and is provided with the usual inductor coil, denoted by 11. Inside the core 10, there is provided a sleeve 12, in waterproof material, for example plastic or even sheet metal. In the embodiment shown in Figure 1, the sleeve 12 is shown as made of a suitable plastic material and molded integrally with an end portion 13, constituting a housing and provided with a boss 14, constituting a support or bearing , and an opening device 15. The boss 14 has grooves 14a and 14b, serving for lubrication, grooves which appear more clearly in Figure 2.
In the open end of the sleeve 12, there is placed an element 16, comparable to a wheel, which carries a second bearing for the shaft and which has the usual grooves for the lubricating agent, designated by 16a.
The element 16 is open as indicated at 17, for the passage of the pumped liquid, and it is fixed inside the sleeve 12 by means of the screws 18.
The stator comprises the cylindrical part 19, with which are molded, in one piece, an extension 20, forming a passage coaxial with the part 19, and a substantially frustoconical casing 21. The open end of the part 21 is joined to the end of the sleeve 12 which carries the element 16 in the form of a wheel, by means of a ring or clamp 22, carrying vertical ears 23, which are clamped together by means of a screw 24. it will therefore be noted that the parts 12, 13 and 21 form a complete envelope inside the core and the field coils of the motor, this envelope being open only to the opening devices 15 and 20.
Inside the sleeve 12, the armature 25 of the motor is mounted on a shaft 26, which is fixed to the rotor 27 of the pump. The pump rotor can be screwed into one end of shaft 26, as shown at 28.
When the motor-pump unit is in operation, the pumped liquid passes through the opening device 15, passes through the volume contained in the sleeve 12 (the bearings of the shaft formed by the boss 14 and
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element 16 being lubricated), passes through stator 19 and exits through opening device 20.
The embodiment shown in Figure 3 differs from that shown in Figures 1 and 2 in some small respects.
For example, the sleeve, which is here designated by 12a, is shown as being made of sheet metal. On the other hand, the end cap 13a is separated from the sleeve and has an opening device 15a. As no boss is integral with this cap to constitute the bearing, as in the case considered in FIG. 1, an element 30, comparable to a wheel, is provided, which carries a boss 31 serving as a bearing. Element 30 is drilled at 32 to allow passage of the liquid which is pumped and the sleeve 12a, element 30 and end cap 13a are held together by a clamp 33, with ears 34 assembled by means of one screw 35.
The element 36, comparable to a wheel and replacing the element 16 of Figure 1, is of larger diameter than the sleeve 12a and has an annular flange 37 provided to fit in the sleeve 12a the tightening being effected by means of a clamp or ring 38, having ears 39 assembled by means of a screw 40. The element 36 is open at 41 for the passage of the liquid which is pumped and it carries a boss 42 constituting a bearing for the other end of the motor shaft. In this particular embodiment, the shaft 43 of the motor is shown provided with shoulders, washers 44 being placed between these shoulders and the elements 30 and 36, which allows the end thrust to be taken up. It is clear that the axial thrusts can be resumed in any other way, if desired.
The frustoconical part 2a of the stator of the pump is provided with an annular flange 45, having a bulge or bead 46. The periphery of the element 36 has a suitable groove 47, for the engagement of the bead 46, and, in this example, a clamping ring 49 is used, which also has a groove 50 intended to receive the bead 46.
The edge of the element 36, the flange 45 and the ring 49 are assembled by means of suitable screws 51. As above, the stator of the pump 19a is arranged in the funnel-shaped part 2a and the rotor 27a. , fixed to the shaft 43 of the motor, is in action with the stator.
The embodiment shown in Figure 3 also shows how the complete motor-pump unit can be contained in a casing intended to give it a streamlined appearance. A cylindrical casing is shown in phantom at 52 and a hat-shaped casing closing the end is shown at 53. Part 53 will have a central opening for the passage of device 15a and it can be attached to part 52 by means of screws 54 or in any other suitable manner. The motor armature 25 may be of the squirrel cage type or have suitable perforations 25a for the passage of the liquids which are pumped.
1. Electrically controlled pump comprising, in combination, an electric motor with field coils and armature, the field coils being separated from the armature by a liquid-tight sleeve, means, at each end of the sleeve, providing bearings, a shaft, for the armature, mounted in said bearings, a pump rotor fixed to the armature shaft, means for closing the two ends of the sleeve except in a place reserved for an orifice, at each end, the one of said closure means being made of a flexible material, and a pump stator disposed inside the flexible closure means and in operative relation with the rotor, hence the liquid which is pumped by the group s' flows through and around the armature and lubricates the armature shaft bearings.