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La présente invention concerne une pompe rotative destinée en particulier à pomper des liquides tels que des eaux résiduaires, des matières visqueuses, etc...
On connaît déjà des pompes rotatives pour pomper les eaux résiduaires, les matières visqueuses et autres dans lesquelles le corps de pompe (l'élément rotatif) est constitué par un disque, incliné par rapport à l'axe de son arbre, et qui tourne à l'intérieur d'une envelop- pe fixe, la tubulure d'arrivée étant disposée suivant l'axe de l'enveloppe tandis que la tubulure de refoulement
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est disposée à la périphérie de cette enveloppe. On a également proposé de prévoir à la périphérie du corps de pompe des dents, des pointes ou autres organes en saillie, destinés à exercer sur les "déchets" et en particulier sur les déchets textiles qui sont entraînés avec le liqui- de à évacuer, un effet de déchiquetage. On évite ainsi l'engorgement de la pompe.
On a toutefois reconnu que ces pompes, de types
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connus, ne répondent 1)aC 1,( -',i,}:lPfi c#m,;y.Ji,1. ut aux exi- gences, en particulier lonsqu'il sagit de déchets très résistants tels que des chiffons de nylon ou de perlon.
Conformément à l'invention, on obtient des résul- tats particulièrement favorables en munissant, sur son pourtour, le corps de pompe, constitué par un disque fixé en position inclinée sur l'arbre, de dents, de pointes, de saillies ou de creux et cela de telle sorte que ces dents ou autres soient engagées dans des rainures correspondantes ménagées dans la paroi intérieure de l'enveloppe de la pom- pe. Il est avantageux de donner au disque une forme d'ellip- se, de telle sorte que l'espace libre ménagé entre les dents, pointes, saillies, ou creux prévus sur le bord extérieur du disque, d'une part, et les rainures de .la surface interne de l'enveloppe de la pompe, d'autre part, soit partout le même et*pour toutes les positions du disque.
On peut égale- ment maintenir faible cet espace libre ou jeu,.et dans cer- tains cas le réduire à un point tel que le disque ellipti- que, avec ses dents, pointes, saillies ou creux reste en contact de tous côtés avec l'enveloppe cylindrique de la pompe si bien qu'il n'existe plus aucun jeu.
Pour des raisons de fabrication, ainsi que: /JOUI' faci- liter le montage, il peut être avantageux de ménager les rai- nures dans la faoe interne d'un manchon séparé en deux par- ties par une coupe axiale et que l'on emmanche en d'rection
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axiale dans l'enveloppe en un seul bloc de la pompe. On peut donner au disque une surface plane ou une surface gauche et, également, on peut utiliser des corps de pompe de toutes autres formes à condition que certaines parties tout au moins de ce corps de pompe aient des mou- vements en biais et que leurspourtours soient munis de dents, pointes, saillies ou échancrures s'engageant dans des rainures correspondantes de la paroi interne de l'en- veloppe.
Finalement, il peut être avantageux de couper le disque elliptique à ses deux extrémités les plus étroites par rapport à la surface de ce disque, de telle sorte que les deux surfaces suivant lesquelles ces parties seront coupées gardent, après montage du corps de pompe dans l'enveloppe de la pompe, par rapport aux surfaces intérieures des deux couvercles de l'enveloppe devant lesquelles elles viennent se placer une distance constante pour toutes les positions de la pompe.
Cette forme et disposition du corps de pompe en forme de disque a tout d'abord des avantages au point de vue de la fabrication, du fait que les dents n'ont besoin d'être taillées que jusqu'à l'endroit où les surfaces sont coupées. Si en effet on voulait prévoir des dents sur une ellipse complète jusqu'au voisinage du grand axe de l'el- lipse, on se heurterait à des difficultés du fait que la denture devrait y avoir une forme qui ne serait'plus possi- ble de réaliser.
En outre, le fait de couper l'ellipse à ses extrémités les plus étroites a l'avantage que l'on peut non seulement monter mais encore faire tourner le dis- que de la pompe en maintenant, par rapport aux surfaces frontales intérieures des deux couvercles de la pompe un jeu qui restera partout le même., si bien que, au cas où ce jeu est réalisé extrêmement faible ou même réduit prati-
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quement zéro, on peut obtenir une étanchéitéentre les surfaces coupées du corps de pompe et les faces internes des couvercles de l'enveloppe.
Cela peut avoir en particulier de l'importance lorsque l'on doit pomper des eaux résiduaires qui compor- tent une grande proportion de déchets textiles, et en particulier des chiffons de nylon ou de perlon. De telles eaux résiduaires, lorsque le disque incliné est monté en extrémité d'arbre, sont assirées dans la mpe par l'orifice d'aspiration du côté opposé à l'arbre, De ce fait, les l'- ohets contenus dans les eaux résiduaires sont déchiquetés et broyés à un degré très poussé par l'effet de cisaille- ment produit entre les dents du corps de pompe et les rai- nures de l'enveloppe de la pompe, pour être ensuite évacués par la tubulure de refoulement avec les eaux résiduaires.
L'étanchéité entre les surfaces inclinées coupées et les faces frontales intérieures des.couvercles, ont l'avantage qu'aucun élément relativement important provenant dos dé- chets ou chiffons ne peut pénétrer dans la chambre de l'en- veloppe où se trouve l'arbre. Celé. est inportant car ces déohets ou chiffons risquent de s'enrouler autour de l'arbre et, par suite, d'engorger la pompe.
Au lieu d'un seul disque on pourrait prévoir égale- ' ment plusieurs disques disposés angulairement les uns par rapport aux autres et inclinés par rapport à l'arbre de la pompe, et qui seraient munis d'excroissances, de creux ou de profils s'engageant dans des rainures correspondantes ménagées dans la paroi intérieure de l'enveloppe de la pom- pe, ou du manchon de cette enveloppe.
On a représenté schématiquement, à titre d'exemples non limitatifs différents modes de réalisation particuliers de l'anvention.
Sur ves dessins :
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La figure 1 représente une pompe, partiellement en coupe axiale, et partiellement en élévation.
La figure 2 est une coupe axiale partielle à plus grande échelle de la pompe à l'endroit où les dents du disque sont engagées dans les rainures du corps de la pompe.
La figure 3 montre le corps de pompe sorti de la pompe et monté sur le porte objet d'un tour en vue de mon- trer comment on peut réaliser' l'usinage des dents .
La figure 4 représente un autre mode de réalisation d'une pompe comportant un disque de pompe de forme courbée ou gauche.
La figure 5 représente un autre mode de réalisation d'une pompe avec deux disques de pompe disposés en croix.
La figure 6 montre, en coupe axiale, un autre mode de réalisation de la pompe avec des parties découpées en forme de segments aux deux extrémités les plus étroites du corps de pompe elliptique.
La figure 7 est une vue.par-dessus en perspective du corps de pompe en forme de disque de la figure 6.
Dans le mode de réalisation des figures 1 à 3, l'arbre de la pompe 1 est monté en porte à faux dans un palier 2, et rendu étanche par rapport à l'extérieur au moyen d'un presse-étoupe 3. Sur l'extrémité renforcée 4 de l'arbre de la pompe, est fixé le disque de pompe 5 indi- qué ci-dessus au moyen de vis fraisées, de manière que la surface supérieure et extérieure de ce disque de pompe 5 reste unie et que rien ne puisse y adhérer. Sur le bord extérieur du disque 5 de la pompe sont usinées des dents 6 qui pénètrent dans des rainures 7 ayant un profil en dents de scie ou de forme analogue. Ces rainures sont usinées dans la surface interne.d'un manchon 8 qui est emmanché dans l'enveloppe cylindrique 9 et qui, par son rebord 10, est
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est fixé au moyen de vis 11 au rebord 12 de l'enveloppe 9.
Dans le pourtour intérieur du manchon 8 est ménagée une ouverture 13 qui débouche dans une échancrure correspon- dante de l'enveloppe 9, à laquelle aboutit à son tour, la tubulure de refoulement 14. La tubulure d'admission 15 est reliée par une collerette 16 au rebord 12 de l'envelop- pe 9.
Le disque 5 qui, lorsqu'on le regarde par-dessus en direction de la flèche A, a une forme el@iptique, est découpé suivant une ellipse qui, après introduction dans la pompe, se projette en direction axiale, c'est-à-dire en direction de la flèche B, suivant un cercle. Ce disque 5 a des dimensions choisies de telle sorte que ses dents, pointes, saillies ou échancrures puissent pénétrer avec jeu (voir figure 2) dans les rainures 7 du manchon.
Chaque point du disque 5 suit, lors de la rotation du disque, un chemin circulaire rapporté à l'arbre 1, à supposer bien entendu qu'un observateur se trouve sur le disque 5. D'autre part, les différents points du disque 5 décrivent, par rapport à l'enveloppe 9, pour un obser- vateur placé sur l'enveloppe, non seulement des mouvements de rotation mais également des mouvements pendulaires. Il s'ensuit que, lors de la rotation du disque 5, il s'exerce à l'intérieur de l'enveloppe certains effets de poussée vers la gauche et vers la droite qui, toutefois, sont sur- montés par la force centrifuge du liquide à pomper, si bien que la substanoe à pomper provenant de la tubulure d'aspiration 15 pénètre dans l'enveloppe pour être éjectée par la tubulure de refoulement 14.
A partir des points de vue relatifs de l'observateur indiqués ci-dessus, que ce dernier se trouve sur le disque 5 ou sur l'enveloppe 9, il s t ensuit que les rainures 7 ne sont
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pas disposées en forme d'hélices dans le manchon 8, mais sont au contraire co-axiales, circulaires, placées côte à côte et séparées les unes des autres.
En vue de montrer la succession des mouvements il convient de considérer que, sur la figure 1, le disque 5 est représenté en élévation. Si l'on suppose alors que ce disque 5 a tourné de 90 à partir de la position de la figure 1, dans le sens de rotation, soit vers l'arrière soit vers l'avant, on pourra constater que le disque 5 apparaîtra avec sa surface placée en travers par rapport à la figure 1, si bien que ce disque balaie en quelque sorte la substance à pomper hors de la pompe vers la tubu- lure de refoulement 14.
Du fait de la poussée indiquée il peut se produire en fait certaines pertes si le disque 5, regardé dans le sens de la flèche A se présente sous forme, non pas ellip- tique, mais circulaire, tandis que ce même disque, regardé dans le sens de la flèche B apparaît sous la forme d'une ellipse. Ces pertes proviennent du fait que, entre le bord du disque 5 et la surface interne de l'enveloppe, il y a, à l'endroit du petit axe de l'ellipse., un inter- valle relativement plus grand que dans la zone du grand axe de l'ellipse. Pour ces raisons il est avantageux de donner au disque une forme telle que l'espace entre son bord et la surface interne de l'enveloppe soit le même en tous les endroits.
On obtient ce résultat en donnant au disque 5, en direction de la flèche A, une forme ellip- tique réalisée de telle sorte que, vu dans le sens de la flèche B, ce disque apparaisse sous forme d'un cercle.
Pour le montage de la pompe, il est nécessaire de fabriquer le manchon 8 en deux parties séparées par une coupe axiale et de telle sorte que, comme on peut le voir sur la figure 1, il y ait un joint 19. Le monta-
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ge est alors effectué comme suit : après montage de l'ar- bre dans le palier 2 et après avoir fixé le rebord de la partie cylindrique 9 de l'enveloppe au couvercle 17, sur le bâti de la machine 18, on dispose les deux moitiés du manchon 8, à l'extérieur de l'enveloppe, autour du disque 5, puis l'on introduit le disque avec les deux moitiés du manchon à l'intérieur de l'enveloppe 9 jusqu'à ce que le disque 5 vienne s'appliquer contre l'extrémité renforcée 4 de l'arbre 1.
On visse alors le disque au moyen de vis sur'l'extrémité renforcée 4 de l'acre 1.
On visse ensuite les vis 11 du manchon 8 et-finale- ment on visse la tubulure d'aspiration 15 au rebord 12 de l'enveloppe. ,
Pour réaliser la denture du disque 5, l'arbre 1 de la pompe avec le disque 5 vissé sur lui est monté dans le porte-pièce 20 d'un tour (figure 3) et au moyen d'un ou- til 21, dont le profil correspond à celui des dents à. réa- liser, on usine tout d'abord en commençant par une extré- mité du disque la première denture avec le profil corres- pondant. Ensuite, suivant l'intervalle entre les rainures à l'intérieur du manchon 8 de la pompe, on décale la posi- tion de l'outil 21 pour l'amener à la position représentée en pointillé sur la figure 3, et après mise en position de cet outil, on usine la seconde brèche entre les dents en deux endroits opposés du disque.
On déplace pas à pas de cette manière l'outil 21 sur toute la largeur du disque qui, par suite, est muni sur tout son pourtour de dents ayant une forme telle qu'après introduction dans l'enveloppe 6, elles viennent s'engager dans les rainures correspcndantes du manchon 8.
L'avantage de la présente invention consiste tout d'abord en ce que, non seulement le disque a une forme ellip- tique en vue de supprimer les effet de poussée latéraux et
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les tourbillonnements inutiles, mais que, en outre, l'extré- mité de l'arbre 1 qui pénètre dans l'enveloppe est convena- blement séparéede la tubulure d'aspiration 15 (figure 1).
Cela dépend également du fait que les dents 6 du disque 5 sont constamment engagées dans les rainures 7 du manchon 8 pendant la rotation, si bien que les déchets textiles qui pénètrent avec les eaux résiduaires par la tubulure d'aspi- ration 15 dans la partie gauche de l'enveloppe, ne peuvent jamais pénétrer dans la partie de l'enveloppe, dans laquelle se trouve une partie de l'arbre, sans que ces matières tex- tiles n'aient été finement déchiquetées par les dents 6 du disque. Ce déchiquetage fin est obtenu avant toutes choses par la coppération de cisaillement entre la denture 6 et les rainures 7. Il ne-peut, par suite, jamais se produire un enroulement de substance textile autour de l'arbre de la pompe comme on en observait souvent dans les pompes de types connus., et qui amenait fatalement à un arrêt de la pompe.
Malgré cela.le côté du disque représenté à droite sur la figure 1 travaille également comme une aube. Si l'on imagine la position du disque après une rotation de 1800 par rapport à la position représentée figure 1 (voir les lignes indiquées en pointillé) on peut voir immédiatement que la tubulure de refoulement 14 se'trouve alors en oommu- nication avec la face droite du disque, si bien que cette moitié de l'enveloppe se remplit également de substance à pomper qui est expulsée par effet centrifuge vers la tubu- lure de refoulement
Il est avantageux, même lorsque cela n'est pas absolu- ment nécessaire, de laisser du jeu entre les rainures à pro- fil dentelé 7 du;manchon de l'enveloppe, et les dents 6 du disque, de façon.à assurer une rotation facile de la pompe.
Des recherches ont montré en effet que les dents du disque
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à l'intérieur des rainures 8, même lorsqu'il y a du jeu, déchiquètent et broient les déchets de textiles sans dif- ficulté. Souvent même ce jeu entre les dentures 6 et 7 doit être maintenu suffisamment grand, en particulier lorsque par exemple il s'agit de pomper des déchets de betteraves à sucre, pour lesquelles on désire ne pas obtenir un broya- ge trop poussé.
Une variante de l'invention consiste, comme cela a été représenté sur la figure 4, à donner au disque 22 une forme galbée. Bien entendu, néanmoins, le disque doit avoir à son pourtour une forme elliptique de telle sorte qu'en direction de la flèche C le bord de ce disque appa- raisse circulaire, les dents du disque pénétrant dans les rainures du manchon de l'enveloppe. Dans le mode de réali- sation de la figure 5 on peut utiliser deux disques 23 placés en croix, et se pénétrant l'un l'autre, ces disques étant fixés inclinés sur l'arbre de la pompe. Chaque disque a, sur son pourtour, des dents qui pénètrent dans des rai- nures du manchon de l'enveloppe.
Les corps de pompe peuvent comporter des convexités ou des concavités en ce sens qu'eux-mêmes comportent des parties en saillie; le corps de pompe peut également com- porter des aubes ou d'autres profils, étant entendu que les bords du dit corps de pompe pénètrent toujours dans les rainures de l'intérieur de l'enveloppe. Finalement, on peut munir le corps de pompe de brèches de façon à diminuer la poussée ce qui est avantageux en particulier dans le cas de liquides épais eu visqueux.
Dans le mode de réalisation des figures 6 et 7, le disque de pompe 24 a ses deux petits côtés 29 coupés de façon à être limité par des surfaces planes 30. Ces surf a- ces coupées 30 sont disposées par rapport à la surface exté- rieurs du disque de corps de pompe 24, de façon à être pa-
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rallèles aux faces internes 31-32 des deux couvarcles
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,3 4 de 1 "enveloppe. Comme- on peut le voir sur" La.. figure, .
6, il y= a entre.;, les. surfaces. 30-31 ou 30-32 un jeu 35.
Le cas échéant on peut réduire ce jeu à zéro., si bien qu l'en assure une étanchéité plus ou moins bonne entre les surfaces 30 et les surfaces internes 31-32 des deux cou- vercles 33-34 de 1 "enveloppe de la pompe...
Cette étanchéirté a l'avantage que, dans le.- cas d'eaux comportant beaucoup de déchets ou chiffons qui pénè- trent par la tubulure d'admission 44 dans l'intérieur de la. pompe, ces déchets ou chiffons sont déchiquetés, forte- ment par les dents du disque et les rainures de l'intérieur de l'enveloppe., sans que des éléments ou chiffons de-dimen- sions notables puissent arriver dans la partie de l'envelop- pe où se trouve l'arbre 43, si bien qu'il'n'y a pas de dan-- ger que ces déchets ou chiffons viennent s'enrouler autour de 1'arbre.
Le champ 36 indiqué en blanc sur la figure 6 montre l'ouverture ménagée dans le manchon., par où le liquide est évacué vers la tubulure de refoulement que l'on peut voir au-dessus.
Conformément à l'invention il est nécessaire de disposer le disque 24 par rapport à l'arbre de la pompe 43 suivant un angle tel que les deux surfaces coupées 30 pré- ,vues sur les côtés étroits 29 du disque 24 viennent en face des surfaces internes 31 et 32 des deux couvercles 33-34 de l'enveloppe. C'est seulement dans ce cas que le fait de. couper le disque 24 sur ses deux petits côtés 29 prend tout son sens.
Si l'on disposait le disque 24 sui- vant un angle ayant une pente sensiblement'plus grande par rapport à l'arbre 43, les deux surfaces coupées 30 ne vien- 'draient pas en face des surfaces internes 31-32 des deux couvercles de l'enveloppe 33-34 mais se trouveraient en
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face du manchon à rainures.45. Dans le fait on ne devrait donc pas couper le disque mais lui donner en direction de la figure A la forme d'une ellipse complète et le munir de dents jusqu'aux extrémités du grand axe de l'ellipse.
L'angle d'inclinaison entre le disque 24 et l'ar- bre 43 doit être choisi avantageusement de manière que la surface coupée 30 du disque située à gauche, telle qu'on , peut la voir sur la figure 6, enveloppe en quelque sorte le diamètre intérieur de la tubulure d'aspiration 44 sans pénétrer à l'intérieur de ce diamètre intérieur. Autrement la substance à pomper pénétrant par la tubulure d'aspiration à l'intérieur de la pompe viendrait heurter la surface cou- pée 30 du disque 24 ce qui aurait évidemment des inconvé- nients. Grâce au choix ci-dessus indiqué d'un angle d'in- elinaison déterminé, on obtient un rendement particulièrement favorable de la machine.
Conformément à l'invention les dents 6 peuvent avoir une forme telle qu'elles ne soient pas pointues vers l'ex- térieur mais qu'elles soient aplaties à leurs extrémités supérieures, comme cela a été représenté sur la figure 2.
Elles n'ont plus alors des tranchants aigus vers le haut,
Bien entendu, les rainures 7 n'auraient pas, comme on peut le voir sur la figure 2, un profil triangulaire mais un pro- fil trapézoïdal. De toute manière, il ne s'agit pas, bien @ entendu, de rainures en pas de vis mais de rainures circu- laires parallèles ménagées à l'intérieur du manchon 8.
Cette manière de réaliser les dents et les rainures a un gros avantage du point de vue de la fabrication, car le disque 5 de la pompe peut alors être directement fabriqué par moulage avec les dents 6, ainsi d'ailleurs que le man- chon 8 avec ses rainures 7, au lieu de l'être par usinage.
@
Un usinage ultérieur devient alors absolument superflu quand, en particulier, on désiré laisser suffisamment de jour entre
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les dents 6 et les rainures 7. Néanmoins l'effet de déchi- quetage n'est que faiblement diminué car les dents, vues dans le sens de rotation, travaillent par leurs bords anté- rieurs et non pas par leurs pointes en forme de tranchants.
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The present invention relates to a rotary pump intended in particular to pump liquids such as waste water, viscous materials, etc.
Rotary pumps are already known for pumping waste water, viscous materials and the like in which the pump body (the rotary element) consists of a disc, inclined with respect to the axis of its shaft, and which rotates at inside a fixed casing, the inlet pipe being arranged along the axis of the casing while the delivery pipe
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is arranged at the periphery of this envelope. It has also been proposed to provide at the periphery of the pump body teeth, points or other projecting members, intended to exert on the "waste" and in particular on the textile waste which is entrained with the liquid to be removed, a shredding effect. This prevents clogging of the pump.
However, it has been recognized that these pumps, of
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known, do 1) aC 1, (- ', i,}: lPfi c # m,; y.Ji, 1. ut to the requirements, in particular when it comes to very resistant waste such as rags. nylon or perlon.
In accordance with the invention, particularly favorable results are obtained by providing, on its periphery, the pump body, consisting of a disc fixed in an inclined position on the shaft, with teeth, points, projections or hollows. and this so that these teeth or others are engaged in corresponding grooves formed in the inner wall of the pump casing. It is advantageous to give the disc an elliptical shape, so that the free space between the teeth, points, protrusions or hollows provided on the outer edge of the disc, on the one hand, and the grooves of the internal surface of the pump casing, on the other hand, that is to say everywhere the same and * for all the positions of the disc.
This free space or clearance can also be kept small, and in certain cases reduced to such an extent that the elliptical disc, with its teeth, points, protrusions or hollows, remains in contact on all sides with the cylindrical casing of the pump so that there is no longer any play.
For manufacturing reasons, as well as: / YES 'to facilitate assembly, it may be advantageous to provide the grooves in the internal faoe of a sleeve separated into two parts by an axial section and that the we go into erection
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axial in the casing in one unit of the pump. The disc can be given a flat surface or a left surface and, also, pump bodies of any other shape can be used provided that at least certain parts of this pump body have slanting movements and that their contours. be provided with teeth, points, protrusions or indentations engaging in corresponding grooves of the inner wall of the casing.
Finally, it may be advantageous to cut the elliptical disc at its two narrowest ends relative to the surface of this disc, so that the two surfaces along which these parts will be cut retain, after mounting the pump body in the casing of the pump, with respect to the interior surfaces of the two casing covers in front of which they are placed a constant distance for all the positions of the pump.
This shape and arrangement of the disc-shaped pump body has advantages from a manufacturing point of view, in that the teeth need only be cut up to the point where the surfaces are cut. If, in fact, we wanted to provide teeth on a complete ellipse up to the vicinity of the major axis of the ellipse, we would run into difficulties because the teeth would have to have a shape which would no longer be possible. to realise.
Furthermore, cutting the ellipse at its narrowest ends has the advantage that one can not only mount but also rotate the pump disc while maintaining, with respect to the inner end surfaces of the two pump covers a clearance which will remain the same everywhere, so that, in the event that this clearance is made extremely small or even reduced practically
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cally zero, it is possible to obtain a seal between the cut surfaces of the pump body and the internal faces of the casing covers.
This can be particularly important when it is necessary to pump waste water which contains a large proportion of textile waste, and in particular nylon or perlon rags. Such waste water, when the inclined disc is mounted at the end of the shaft, is sucked into the mpe by the suction port on the side opposite to the shaft, As a result, the ohets contained in the water residues are shredded and crushed to a very high degree by the shearing effect produced between the teeth of the pump body and the grooves of the pump casing, to be then discharged through the delivery pipe with the waste water.
The sealing between the cut inclined surfaces and the inner end faces of the lids has the advantage that no relatively large element from the waste or rags can enter the chamber of the envelope where the lids are located. 'tree. Celé. is important because these deohets or rags may wrap around the shaft and, as a result, clog the pump.
Instead of a single disc one could also provide several discs arranged angularly with respect to one another and inclined with respect to the pump shaft, and which would be provided with protuberances, hollows or profiles s 'engaging in corresponding grooves formed in the inner wall of the pump casing, or the sleeve of this casing.
Various particular embodiments of the invention have been shown schematically by way of nonlimiting examples.
On your drawings:
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Figure 1 shows a pump, partially in axial section, and partially in elevation.
Figure 2 is a partial axial section on a larger scale of the pump where the teeth of the disc are engaged in the grooves of the pump body.
Figure 3 shows the pump body taken out of the pump and mounted on the object holder by a lathe to show how the teeth can be machined.
FIG. 4 shows another embodiment of a pump comprising a pump disc of curved or left shape.
FIG. 5 shows another embodiment of a pump with two pump disks arranged in a cross.
Figure 6 shows, in axial section, another embodiment of the pump with parts cut in the form of segments at the two narrowest ends of the elliptical pump body.
Figure 7 is a perspective view from above of the disc-shaped pump body of Figure 6.
In the embodiment of Figures 1 to 3, the shaft of the pump 1 is mounted in a cantilever manner in a bearing 2, and sealed with respect to the outside by means of a stuffing box 3. On the At the reinforced end 4 of the pump shaft, the pump disc 5 shown above is fixed by means of countersunk screws, so that the upper and outer surface of this pump disc 5 remains united and nothing cannot adhere to it. On the outer edge of the disk 5 of the pump are machined teeth 6 which penetrate into grooves 7 having a sawtooth profile or similar shape. These grooves are machined in the internal surface of a sleeve 8 which is fitted into the cylindrical casing 9 and which, by its rim 10, is
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is fixed by means of screws 11 to the edge 12 of the casing 9.
In the inner periphery of the sleeve 8 is formed an opening 13 which opens into a corresponding notch in the casing 9, to which in turn ends the delivery pipe 14. The intake pipe 15 is connected by a collar. 16 at the edge 12 of the envelope 9.
The disc 5 which, when viewed from above in the direction of the arrow A, has an elliptical shape, is cut along an ellipse which, after introduction into the pump, projects in the axial direction, that is to say- that is, in the direction of arrow B, following a circle. This disc 5 has dimensions chosen such that its teeth, points, protrusions or notches can penetrate with play (see FIG. 2) into the grooves 7 of the sleeve.
Each point of the disc 5 follows, during the rotation of the disc, a circular path referred to the shaft 1, assuming of course that an observer is on the disc 5. On the other hand, the various points of the disc 5 describe, with respect to the envelope 9, for an observer placed on the envelope, not only rotational movements but also pendular movements. It follows that, during the rotation of the disc 5, certain thrust effects to the left and to the right are exerted inside the casing which, however, are overcome by the centrifugal force of the casing. liquid to be pumped, so that the substance to be pumped coming from the suction pipe 15 enters the casing to be ejected by the delivery pipe 14.
From the relative viewpoints of the observer given above, whether the latter is on the disc 5 or on the casing 9, it follows that the grooves 7 are not
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not arranged in the form of helices in the sleeve 8, but are on the contrary co-axial, circular, placed side by side and separated from each other.
In order to show the succession of movements, it should be considered that, in FIG. 1, the disk 5 is shown in elevation. If we then assume that this disc 5 has rotated 90 from the position of FIG. 1, in the direction of rotation, either backwards or forwards, we can see that the disc 5 will appear with its surface placed across with respect to FIG. 1, so that this disc in a way sweeps the substance to be pumped out of the pump towards the delivery pipe 14.
Due to the thrust indicated, some losses may in fact occur if the disc 5, viewed in the direction of arrow A, is in the form, not elliptical, but circular, while this same disc, viewed in the direction of arrow B appears as an ellipse. These losses arise from the fact that, between the edge of the disc 5 and the internal surface of the envelope, there is, at the location of the minor axis of the ellipse., A relatively greater gap than in the zone of the major axis of the ellipse. For these reasons, it is advantageous to give the disc a shape such that the space between its edge and the internal surface of the casing is the same in all places.
This is achieved by giving the disc 5, in the direction of arrow A, an elliptical shape made such that, seen in the direction of arrow B, this disc appears in the form of a circle.
For the assembly of the pump, it is necessary to manufacture the sleeve 8 in two parts separated by an axial section and in such a way that, as can be seen in Figure 1, there is a gasket 19. The assembly
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ge is then carried out as follows: after mounting the shaft in the bearing 2 and after having fixed the flange of the cylindrical part 9 of the casing to the cover 17, on the frame of the machine 18, the two halves of the sleeve 8, outside the casing, around the disc 5, then insert the disc with the two halves of the sleeve inside the casing 9 until the disc 5 comes rest against the reinforced end 4 of the shaft 1.
The disc is then screwed on by means of screws on the reinforced end 4 of the acre 1.
The screws 11 of the sleeve 8 are then screwed in and, finally, the suction pipe 15 is screwed onto the rim 12 of the casing. ,
To achieve the toothing of the disc 5, the pump shaft 1 with the disc 5 screwed onto it is mounted in the workpiece holder 20 by one turn (figure 3) and by means of a tool 21, of which the profile corresponds to that of the teeth at. To carry out, the first toothing with the corresponding profile is firstly machined by starting from one end of the disc. Then, depending on the interval between the grooves inside the sleeve 8 of the pump, the position of the tool 21 is shifted to bring it to the position shown in dotted lines in FIG. 3, and after setting position of this tool, we machine the second gap between the teeth in two opposite places of the disc.
The tool 21 is moved step by step in this way over the entire width of the disc which, as a result, is provided over its entire periphery with teeth having a shape such that after introduction into the casing 6, they come into engagement. in the corresponding grooves of the sleeve 8.
The advantage of the present invention consists first of all in that, not only the disc has an elliptical shape in order to suppress the lateral thrust effects and
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unnecessary swirling, but furthermore that the end of the shaft 1 which enters the casing is suitably separated from the suction port 15 (figure 1).
It also depends on whether the teeth 6 of the disc 5 are constantly engaged in the grooves 7 of the sleeve 8 during rotation, so that the textile waste which enters with the waste water through the suction nozzle 15 in the part. left of the casing, can never enter the part of the casing, in which part of the shaft is located, without these textile materials having been finely shredded by the teeth 6 of the disc. This fine shredding is obtained first and foremost by the shear copperation between the teeth 6 and the grooves 7. As a result, there can never be a winding of textile substance around the pump shaft as was observed. often in pumps of known types., and which inevitably led to a stop of the pump.
Despite this, the side of the disc shown on the right in Figure 1 also works as a vane. If we imagine the position of the disc after a rotation of 1800 with respect to the position shown in figure 1 (see the lines indicated in dotted lines) we can immediately see that the delivery pipe 14 is then in communication with the right side of the disc, so that this half of the casing also fills with the substance to be pumped which is expelled by centrifugal effect towards the discharge pipe
It is advantageous, even when it is not absolutely necessary, to leave clearance between the profile grooves 7 of the sleeve of the casing, and the teeth 6 of the disc, so as to ensure easy rotation of the pump.
Research has shown that the teeth of the disc
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inside the grooves 8, even when there is play, shreds and grinds textile waste without difficulty. Often even this play between the teeth 6 and 7 must be kept sufficiently large, in particular when, for example, it is a question of pumping sugar beet waste, for which it is desired not to obtain too much grinding.
A variant of the invention consists, as has been shown in FIG. 4, in giving the disc 22 a curved shape. Of course, however, the disc must have an elliptical shape around its periphery so that in the direction of arrow C the edge of this disc appears circular, the teeth of the disc penetrating into the grooves of the sleeve of the casing. . In the embodiment of FIG. 5, it is possible to use two discs 23 placed in a cross, and penetrating one another, these discs being fixed inclined on the pump shaft. Each disc has teeth on its periphery which penetrate into grooves in the sleeve of the casing.
The pump bodies may have convexities or concavities in the sense that they themselves have projecting parts; the pump body may also include vanes or other profiles, it being understood that the edges of said pump body always penetrate into the grooves of the interior of the casing. Finally, the pump body can be provided with gaps so as to reduce the thrust, which is advantageous in particular in the case of thick or viscous liquids.
In the embodiment of Figures 6 and 7, the pump disc 24 has its two short sides 29 cut so as to be bounded by flat surfaces 30. These cut surfaces 30 are disposed relative to the outer surface. riers of the pump body disc 24, so as to be
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parallel to the internal faces 31-32 of the two covers
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, 3 4 of 1 "envelope. As can be seen in" The .. figure,.
6, there = is between.;, The. surfaces. 30-31 or 30-32 a set 35.
If need be, this clearance can be reduced to zero, so that it provides a more or less good seal between the surfaces 30 and the internal surfaces 31-32 of the two covers 33-34 of the casing of the pump...
This sealing has the advantage that, in the case of water containing a lot of waste or rags which enter through the inlet pipe 44 into the interior of the. pump, these wastes or rags are shredded, strongly by the teeth of the disc and the grooves of the interior of the casing., without elements or rags of notable dimensions being able to arrive in the part of the envelope where the tree 43 is located, so that there is no danger of this waste or rags coming to wrap around the tree.
The field 36 indicated in white in FIG. 6 shows the opening made in the sleeve., Through which the liquid is discharged towards the discharge pipe which can be seen above.
According to the invention it is necessary to arrange the disc 24 relative to the pump shaft 43 at an angle such that the two cut surfaces 30 provided, seen on the narrow sides 29 of the disc 24 face the surfaces. internal 31 and 32 of the two covers 33-34 of the casing. It is only in this case that the fact of. cutting the disc 24 on its two short sides 29 makes perfect sense.
If the disc 24 were disposed at an angle having a substantially greater slope with respect to the shaft 43, the two cut surfaces 30 would not face the internal surfaces 31-32 of the two covers. of envelope 33-34 but would be in
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face of grooved sleeve. 45. In fact, we should therefore not cut the disc but give it in the direction of figure A the shape of a complete ellipse and provide it with teeth to the ends of the major axis of the ellipse.
The angle of inclination between the disc 24 and the shaft 43 should be chosen advantageously so that the cut surface 30 of the disc on the left, as can be seen in FIG. 6, envelops in some way. so the inside diameter of the suction pipe 44 without penetrating inside this inside diameter. Otherwise the substance to be pumped entering through the suction port into the interior of the pump would strike the cut surface 30 of the disc 24, which would obviously have disadvantages. By virtue of the above-indicated choice of a determined angle of inclination, a particularly favorable efficiency of the machine is obtained.
According to the invention, the teeth 6 can have a shape such that they are not pointed outwards but are flattened at their upper ends, as has been shown in FIG. 2.
They no longer have sharp edges upwards,
Of course, the grooves 7 would not have, as can be seen in FIG. 2, a triangular profile but a trapezoidal profile. In any case, these are not, of course, screw-thread grooves but parallel circular grooves formed inside the sleeve 8.
This way of making the teeth and the grooves has a great advantage from the point of view of manufacture, because the pump disc 5 can then be directly manufactured by molding with the teeth 6, as well as the sleeve 8. with its grooves 7, instead of being machined.
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Subsequent machining then becomes absolutely superfluous when, in particular, it is desired to leave sufficient day between
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teeth 6 and grooves 7. However, the shredding effect is only slightly reduced because the teeth, seen in the direction of rotation, work through their front edges and not through their sharp points .