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Dispositif de protection pour pompes à vide.
La présente invention concerne un dispositif de protec- tion pour pompes à vide destiné à empêcher la pénétration de liqui- des dans ces pompes.
Le vidage des conduits d'aspiration de pompes centrifuges, de siphons, de condenseurs, etc... avec des pompes à vide expose ces pompes au risque d'aspiration de liquide après le pompage ou même pendant ce pompage. Etant donné que les pompes à vide actuel- lement connues ne sont généralement pas capables de refouler un liquide, et que même la pompe'à vide à anneau liquide ne peut refouler des liquides que dans une proportion restieints cette pom- pe à vide risque d'être détruite lorsqu'elle reçoit des quantités relativement importantes de liquide ou même du liquide exclusive-
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ment par exemple après le pompage du conduit d'aspiration d;une pompe centrifuge.
Pour ces raisons il est toujours souhaitable d'empêcher totalement la pénétration d'un liquide dans la pompe à vide.
Il est connu d'empêcher la pénétration d'un liquide dans une pompe à vide par une boucle barométrique. Or ce procédé, en soi très sur, ne peut être appliqué qu'assez rarement, étant don- né qu'on ne dispose que rarement de la hauteur nécessaire de 11 mètres environ. Dans les installations mobiles, l'agencement d'une boucle barométrique est du reste très mal commode. Cn a donc déjà tels que les obturateurs tenté de protéger les pompes à vide par des obturateurs.à flotteur, qui ferment le conduit d'aspiration de la pompe à air dès que le liquide atteint un niveau prédéterminé, et empêchant ainsi le pas- sage du liquide dans la pompe. Cependant, l'expérience a montré que les organes de protection de ce genre ne remplissent fréquem- ment par leur office, et n'assurent donc pas une protection cer- taine de la pompe à vide.
Le but de la présente invention est de créer un disposi- tif de protection simple et sur pour empêcher la pénétration de liquides dans les pompes à vide.
L'invention propose d'intercaler dans la tuyauterie, en- tre la pompe à vide et la chambre à vider(siphon condenseur etc..) un rotor centrifuge de façon que son orifice d'aspiration communi- que avec l'orifice d'aspiration de la pompe à.vide, tandis que son orifice de refoulement communique avec la chambre à vider. La pom- pe à vide aspire donc à trvers le rotor centrifuge, et ce de l'ex- térieur vers l'intérieur, c'est-à-dire dans le sens allant de l'ori- fice de refoulement vers l'orifice d'aspiration. Tant que la pompe à air aspire de l'air ou des gaz, ceux-ci peuvent passer de l'ex- térieur vers l'intérieur à travers le rotor centrifuge. Dès que se présente un liquide, celui-ci est saisi par les aubes du rotor cen- trifuge et projeté vers l'extérieur.
Lorsque la hauteur de refoule- ment du rotor centrifuge pour le liquide éventuellement aspiré est
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supérieure à la plus grande dépression que peut assurer la pompe à vide, aucune dépression ne permet à la pompe d'aspirer un li- quide à travers le rotor centrifuge, alors que l'air et les gaz passent librement étant donné que la hauteur de refoulement de ce rotor centrifuge est très faible pour ces fluides et n'oppose pas une résistance appréciable à la pompe à vide.
Cet agencement d'un rotor centrifuge en amont de la pom- pe à vide protège -donc cette pompe efficacement et par des moyens simples contre la pénétration d'un liquide.
Dans cet agencement d'un rotor centrifuge entre la pomp à vide et la chambre à vider on peut également, sans sortir du oadre de l'invention, relier l'orifice d'aspiration du rotor cen- trifuge à la chambre à vider, Il est alors nécessaire de prévoir une chambre de séparation en amont de l'orifice d'aspiration du ]rotor centrifuge. Dans ce cas, la pompe à vide n'aspire pas à travers le rotor centrifuge. Tant que le conduit d'aspiration ne Contient que de l'air ou des gaz, la pompe à vide aspire directe* ment dans la chambre à vider. Dès que se présente un liquide, ce- lui-ci est séparé de l'air ou des gaz dans la chambre de sépara- tion à l'orifice d'aspiration du rotor centrifuge.
L'air ou les gaz sont alors aspires par la pompe à vide dans cette chambre de de séparation, tandis que le liquide est refoulé par le rotor centrifuge. Cet agencement empêcha donc également la pénétration du liquide dans la pompe.
Le dispositif de protection selon l'invention peut-être monté dans un carter séparé, et'peut être actionné par un moteur f distinct, ce qui permet de la faire fonctionner ou de l'arrêter à volonté. Ce dispositif de protection peut être également monté avec la pompe à vide dans un carter commun, la pompe et le dispo- sitif de protection étant alors actionnés par un arbre commun.
Cet agencement assure une sécurité dé fonctionnement plus grande, étant donné que l'arrêt du dispositif de protection entraîne au- tomatiquement l'arrêt de la pompeà vide.
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Lorsqu'il s'agit de vider le conduit d'aspiration d'une pompe centrifuge, le rotor centrifuge du dispositif de protection peut être monté avec les rotors de la pompe centrifuge sur un ar- bre commun. On peut alors raccorder une pompe à vide quelconque, à moteur d'entraînement distinct, à l'orifice d'aspiration du dispo- sitif de protection.
Pour l'obtention d'une pompe centrifuge toujours prête à fonctionner, à amorçage automatique, on peut monter la pompe à vide, le dispositif de protection et la pompe centrifuge dans un carter commun et sur un arbre commun.
Le dessin annexé représente schématiquement quelques mo- des de mise'en oeuvre de l'invention.
Les figures représentent comme dispositif de protection des rotors centrifuges à flasques latéraux. Bien entendu, on peut également utiliser des rotors centrifuges "ouverts" c'est-à-dire sans flasques latéraux et dont les aubes tournent avec un minimum @ de jeu dans le carter. Au lieu d'être horizontal comme dans les exemples représentés, l'arbre d'entratnement du dispositif de pro- tection peut bien entendu être placé verticalement. Lorsqu'un arbre vertical commun porte dans un carter commun le dispositif de protection et la pompe à vide cette dernière est de préférence placée au-dessus du dispositif de protection.
La fig. 1 montre l'agencement du dispositif de protection entre une pompe à vide et une chambre à vider.
Le dispositif de protection est monté dans ce cas dans un carter distinct et sur un arbre d'entraînement distinct.
Lorsque le rotor centrifuge 1 du dispositif de protection n'est pas entraîné en rotation, la pompe à vide aspire l'air ou les gaz dans la chambre à vider à travers le dispositif de protec- tion. Si la chambre à vider communique par un conduit avec un ré- servoir à liquide, la pompe à vide élève également le liquide par aspiration. Ce liquide passe donc par la tubulure de refoulement
2 dans le compartiment de refoulement3, pénètre dans le rotor
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centrifuge 1, ensuite dans le compartiment d'aspiration 4 et la tubulure d'aspiration 5 pour arriver finalement dans la pompe à vide.
Dès que le rotor centrifuge du dispositif de protection est entratné en rotation, la pompe à vide peut bien aspirer l'air et les gaz à travers le rotor centrifuge, mais non pas le liquide qui suit. Si la hauteur de refoulement du rotor centrifuge 1 est supérieure à la plus grande dépression que peut assurer la pompe à vide, le liquide ne peut pas être aspiré à travers le rotor cen- trifuge. Au contraire, dès que ce liquide se présente sur le pour- tour du rotor centrifuge, il est saisi par les aubes de celui-ci et projeté dans le compartiment de refoulement 3. Le rotor centrifuge du dispositif de protection empêche donc le passage du liquide vers la pompe à vide, alors que l'air et les gaz peuvent passer libre- ment. Les parcours du liquide et de l'air ou des gaz sont indiqués po.ur ce cas, par des flèches sur la fig. 1.
Lorsque le compartiment d'aspiration 4 est mis directement en communication avec la chambre à vider, de la manière indiquée sur la figure par la ligne tracée en gros traits mixtes, la pompe à vide aspire directement le liquide et l'air ou le gaz dans la chambre à vider sans passer par le rotor centrifuge du dispositif de protection. Tant qu'elle n'aspire que de l'air ou du gaz, ceux- ci passent directement dans la pompe à vide. Dès qu'elle aspire en même temps du liquide, celui-ci est séparé de l'air ou du gaz dans le compartiment d'aspiration 4, qui doit être aménagé en chambre de séparation à cet effet. La pompe à vide aspire alors l'air ou le gaz dans le compartiment 4, tandis que le rotor centrifuge du dispositif de protection reprend le liquide pour le refouler dans le compartiment de refoulement 3.
Cet agencement assure également une protection efficace de la pompe à vide contre la pénétration d'un liquide.
La fig. 2 montre un-agencement dans lequel la pompe à vide et le dispositif de protection sont montés dans un carter commun et
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sur un arbre commun, Le fonctionnement du dispositif de protection est encore celui qui a été décrit en regard de la fig. 1. Le liqui- de et l'air ou le gaz arrivent par la tubulure de refoulement 2 dans le compartiment de refoulement 3, passent ensuite dans le ro- tor centrifuge 1 du dispositif de protection.
Alors.que l'air ou le gaz sont aspires à travers le rotor et passent par le comparti- ment d'aspiration 4 du dispositif de protection dans le comparti- ment d'aspiration 7 de la pompe à vide, pour être refoulé par le rotor 6 de cette pompe à vide dans la tubulure de refoulement 8, qui est la tubulure de sortie de la pompe, le liquide qui se pré- sente éventuellement est rejeté par les aubes du rotor centrifuge 1 du dispositif de protection dans le compartiment de refoulement 3, et ne peut donc pas passer dans la pompe à vide. Pour ce mode de fonctionnement, le parcours du liquide et de l'air ou des gaz est encore indiqué par des flèches sur la figure.
Lorsque le compartiment d'aspiration 4 est agencé en cham- bre de séparation, ce qui est encore indiqué sur la figure par une ligne en gros traits mixtes et est alors directement relié à la chambre à vider, la pompe aspire encore le liquide et l'air ou les gaz directement dans la chambre à vider sans passer par le ro- tor centrifuge du dispositif de protection. L'air ou les gaz sont encore aspires dans le compartiment de séparation 4 par la pompe à vide, tandis que le liquide est aspiré par le-rotor centrifuge 1 pour être refoulé dans le compartiment de refoulement 3.
La fig. 3 représente un mode de réalisation dans lequel . le rotor centrifuge du dispositif de protection est entraîné en rotation par l'arbre d'une pompe centrifuge qui doit être vidée, il est monté avec cette pompe dans un carter commun. A la tubulure d'aspiration 5 est raccordée une pompe à vide quelconque destinée à faire le vide dans la pompe centrifuge et son conduit d'aspira- tion. Le liquide et l'air ou les gaz arrivent par le conduit d'aspi- ration dans le compartiment d'aspiration de la pompe centrifuge 9.
Alors que l'air ou les gaz passent directement à travers le rotor
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centrifuge 1 du dispositif de protection, ce rotor empêche le passage du liquide qui se présente éventuellement avec l'air. Ce liquide est au contraire rejeté par le rotor centrifuge 1 du dis- positif de protection dans le compartiment d'aspiration 9 de la pompe centrifuge, qui se confond dans ce cas avec le compartiment de refoulement 3 du dispositif de protection (voir figs 1 et 2).
Le refoulement du liquide qui suit le pompage est ensuite assuré par les rotors 10 de la pompe centrifuge, qui fait passer ce li- quide dans la tubulure de refoulement 11, puis dans le conduit de refoulement. Les parcours du liquide et de l'air ou des gaz sont encore indiqués par des flèches.
La communication entre le compartiment de séparation 4 et la chambre à vider, sans passer par le rotor centrifuge 1 du dispositif de protection, est encore indiquée par la ligne en gros traits mixtes.Le fonctionnement'est toujours celui qui a été décrit en regard des figs 1et 2. -
La pompe centrifuge à amorçage automatique que montre la fig. 4 ne se distingue de ce que montre la fig. 3 que par le fait que la pompe à vide est montée dans le même carter et sur le même arbre que le dispositif de protection et la pompe centri- fuge. Les parcours du liquide et.de l'air ou des gaz sont encore indiqués par des flèches. Les chiffres de référence désignent les mêmes éléments que sur les f-igs, 2 et 3, et le fonctionnement de l'ensemble est toujours le même.
La communication du comparti- ment de séparation 4 du dispositif de protection avec le compar- timent d'aspiration 9 dé la pompe centrifuge, qui doit être vidé, est encore indiquée par une ligne en gros traits mixtes.
Il ressort de la description qui précède que l'agence- ment d'un dispositif de protection selon l'invention, destiné aux pompes à vide, permet par des moyens simples, et sans dépense importante, d'empêcher efficacement la pénétration d'un liquide dans ces pompes, ce qui élimine le risque de destruction du rotor de la pompe. De plus, la consommation de force motrice par la
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pompe à vide est très réduite, car la consommation de force mo- trice par le dispositif de protection est inférieure à l'accr.ois- sement de consommation d'une pompe à vide qui doit également re- fouler un liquide. L'assemblage en un bloc du dispositif de pro- tection, d'une pompe à vide et d'une pompe centrifuge pour réali- ser une pompe centrifuge à amorçage automatique, permet donc d'obtenir un excellent rendement.
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Protection device for vacuum pumps.
The present invention relates to a protective device for vacuum pumps for preventing liquids from entering such pumps.
Emptying the suction ducts of centrifugal pumps, siphons, condensers, etc. with vacuum pumps exposes these pumps to the risk of liquid aspiration after pumping or even during pumping. Since presently known vacuum pumps are generally not capable of delivering liquid, and even the liquid ring vacuum pump can only deliver liquids in a limited proportion, this vacuum pump may fail. 'be destroyed when it receives relatively large quantities of liquid or even exclusive liquid-
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ment for example after pumping the suction line of a centrifugal pump.
For these reasons it is always desirable to completely prevent the penetration of a liquid into the vacuum pump.
It is known practice to prevent the penetration of a liquid into a vacuum pump via a barometric loop. However, this process, which is in itself very safe, can only be applied quite rarely, given that the necessary height of around 11 meters is rarely available. In mobile installations, the arrangement of a barometric loop is moreover very inconvenient. Cn has therefore already, such as shutters, tried to protect the vacuum pumps by float valves, which close the suction duct of the air pump as soon as the liquid reaches a predetermined level, and thus prevent the passage. liquid in the pump. However, experience has shown that protective members of this kind frequently do not fulfill their function, and therefore do not provide certain protection of the vacuum pump.
The object of the present invention is to provide a simple and safe protective device to prevent the ingress of liquids into vacuum pumps.
The invention proposes to insert in the piping, between the vacuum pump and the chamber to be emptied (condenser siphon, etc.) a centrifugal rotor so that its suction port communicates with the vacuum port. suction of the vacuum pump, while its discharge port communicates with the chamber to be emptied. The vacuum pump therefore sucks through the centrifugal rotor, from the outside to the inside, that is to say in the direction going from the discharge port to the port. suction. As long as the air pump sucks in air or gases, these can pass from the outside to the inside through the centrifugal rotor. As soon as a liquid appears, it is seized by the vanes of the centrifugal rotor and projected outwards.
When the discharge height of the centrifugal rotor for any liquid sucked in is
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greater than the greatest vacuum that the vacuum pump can provide, no vacuum allows the pump to suck a liquid through the centrifugal rotor, while air and gases pass freely given that the height of discharge of this centrifugal rotor is very low for these fluids and does not oppose appreciable resistance to the vacuum pump.
This arrangement of a centrifugal rotor upstream of the vacuum pump therefore protects this pump effectively and by simple means against the penetration of a liquid.
In this arrangement of a centrifugal rotor between the vacuum pump and the chamber to be emptied, it is also possible, without departing from the scope of the invention, to connect the suction port of the centrifugal rotor to the chamber to be emptied. It is then necessary to provide a separation chamber upstream of the suction port of the centrifugal rotor. In this case, the vacuum pump does not suck through the centrifugal rotor. As long as the suction line contains only air or gases, the vacuum pump sucks directly * into the chamber to be emptied. As soon as a liquid appears, it is separated from the air or gases in the separation chamber at the suction port of the centrifugal rotor.
The air or gases are then sucked by the vacuum pump into this separation chamber, while the liquid is discharged by the centrifugal rotor. This arrangement therefore also prevented the penetration of liquid into the pump.
The protection device according to the invention can be mounted in a separate housing, and can be actuated by a separate motor f, which allows it to operate or stop at will. This protection device can also be mounted with the vacuum pump in a common casing, the pump and the protection device then being actuated by a common shaft.
This arrangement ensures greater operational safety, since stopping the protective device automatically stops the vacuum pump.
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When it comes to emptying the suction line of a centrifugal pump, the centrifugal rotor of the protection device can be mounted with the rotors of the centrifugal pump on a common shaft. Any vacuum pump, with a separate drive motor, can then be connected to the suction port of the protective device.
To obtain a centrifugal pump which is always ready to operate, with automatic priming, the vacuum pump, the protection device and the centrifugal pump can be mounted in a common housing and on a common shaft.
The accompanying drawing schematically represents some embodiments of the invention.
The figures represent, as a protective device, centrifugal rotors with lateral flanges. Of course, it is also possible to use "open" centrifugal rotors, that is to say without side shields and the blades of which rotate with a minimum of play in the casing. Instead of being horizontal as in the examples shown, the drive shaft of the protection device can of course be placed vertically. When a common vertical shaft carries the protection device in a common casing and the vacuum pump, the latter is preferably placed above the protection device.
Fig. 1 shows the arrangement of the protection device between a vacuum pump and a vacuum chamber.
The protection device is mounted in this case in a separate housing and on a separate drive shaft.
When the centrifugal rotor 1 of the protection device is not driven in rotation, the vacuum pump sucks air or gases in the chamber to be emptied through the protection device. If the chamber to be emptied communicates by a duct with a liquid reservoir, the vacuum pump also lifts the liquid by suction. This liquid therefore passes through the delivery pipe
2 in the discharge compartment 3, enters the rotor
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centrifuge 1, then in the suction compartment 4 and the suction pipe 5 to finally arrive in the vacuum pump.
As soon as the centrifugal rotor of the protective device is started to rotate, the vacuum pump can suck air and gases well through the centrifugal rotor, but not the liquid which follows. If the discharge height of the centrifugal rotor 1 is greater than the greatest depression that the vacuum pump can provide, liquid cannot be sucked through the centrifugal rotor. On the contrary, as soon as this liquid is present on the circumference of the centrifugal rotor, it is seized by the blades of the latter and projected into the discharge compartment 3. The centrifugal rotor of the protection device therefore prevents the passage of the liquid. towards the vacuum pump, while air and gas can pass freely. The paths of the liquid and the air or gases are indicated in this case by arrows in fig. 1.
When the suction compartment 4 is placed directly in communication with the chamber to be emptied, as shown in the figure by the line drawn in large mixed lines, the vacuum pump directly sucks the liquid and the air or gas in. the chamber to be emptied without passing through the centrifugal rotor of the protection device. As long as it only sucks in air or gas, these pass directly into the vacuum pump. As soon as it simultaneously sucks in liquid, it is separated from the air or gas in the suction compartment 4, which must be set up as a separation chamber for this purpose. The vacuum pump then sucks in the air or gas in compartment 4, while the centrifugal rotor of the protection device picks up the liquid to deliver it into the delivery compartment 3.
This arrangement also provides effective protection of the vacuum pump against the ingress of liquid.
Fig. 2 shows an arrangement in which the vacuum pump and the protection device are mounted in a common housing and
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on a common shaft, the operation of the protection device is again that which has been described with reference to FIG. 1. The liquid and the air or gas enter through the discharge port 2 into the discharge compartment 3, then pass through the centrifugal rotor 1 of the protective device.
While the air or gas is sucked through the rotor and passes through the suction compartment 4 of the protection device into the suction compartment 7 of the vacuum pump, to be discharged by the vacuum pump. rotor 6 of this vacuum pump in the discharge pipe 8, which is the outlet pipe of the pump, any liquid which may be present is discharged by the blades of the centrifugal rotor 1 of the protection device into the discharge compartment 3, and therefore cannot pass through the vacuum pump. For this operating mode, the path of the liquid and of the air or gases is still indicated by arrows in the figure.
When the suction compartment 4 is arranged as a separation chamber, which is further indicated in the figure by a line in large phantom lines and is then directly connected to the chamber to be emptied, the pump still sucks in the liquid and the liquid. air or gases directly into the chamber to be emptied without passing through the centrifugal rotor of the protection device. The air or gases are still sucked into the separation compartment 4 by the vacuum pump, while the liquid is sucked by the centrifugal rotor 1 to be discharged into the discharge compartment 3.
Fig. 3 shows an embodiment in which. the centrifugal rotor of the protection device is driven in rotation by the shaft of a centrifugal pump which must be emptied, it is mounted with this pump in a common casing. To the suction pipe 5 is connected any vacuum pump intended to create a vacuum in the centrifugal pump and its suction duct. Liquid and air or gas enter the suction chamber of the centrifugal pump through the suction line 9.
While air or gases pass directly through the rotor
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centrifugal 1 of the protection device, this rotor prevents the passage of liquid which may be present with the air. On the contrary, this liquid is rejected by the centrifugal rotor 1 of the protection device into the suction compartment 9 of the centrifugal pump, which in this case merges with the delivery compartment 3 of the protection device (see figs 1 and 2).
The delivery of the liquid which follows the pumping is then ensured by the rotors 10 of the centrifugal pump, which passes this liquid in the delivery pipe 11, then in the delivery duct. The paths of the liquid and the air or gases are also indicated by arrows.
The communication between the separation compartment 4 and the chamber to be emptied, without passing through the centrifugal rotor 1 of the protection device, is also indicated by the line in large dashed lines. The operation is always that which has been described with regard to the figs 1 and 2. -
The self-priming centrifugal pump shown in fig. 4 does not differ from what is shown in FIG. 3 only by the fact that the vacuum pump is mounted in the same casing and on the same shaft as the protection device and the centrifugal pump. The paths of the liquid and of the air or gases are also indicated by arrows. The reference numbers designate the same elements as on f-igs, 2 and 3, and the operation of the assembly is always the same.
The communication of the separating compartment 4 of the protective device with the suction compartment 9 of the centrifugal pump, which is to be emptied, is further indicated by a line in large phantom lines.
It emerges from the above description that the arrangement of a protection device according to the invention, intended for vacuum pumps, makes it possible by simple means, and without significant expense, to effectively prevent the penetration of a liquid in these pumps, which eliminates the risk of destruction of the pump rotor. In addition, the consumption of motive power by the
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vacuum pump is very low, because the consumption of driving force by the protective device is less than the increase in consumption of a vacuum pump which must also discharge a liquid. The assembly in a block of the protection device, of a vacuum pump and of a centrifugal pump to produce a self-priming centrifugal pump, therefore makes it possible to obtain excellent efficiency.