Groupe motopompe hydraulique. La présente invention a pour objet un groupe motopompe hydraulique, sans presse étoupe, dont le rotor du moteur est enveloppé par une calotte fixe et est baigné par le liquide à pomper. Les groupes du genre ci- dessus sont notamment utilisés pour forcer la circulation de l'eau dans les installations de chauffages centraux.
Dans les groupes motopompe connus de ce type, la calotte qui passe dans l'entrefer du moteur est fixée de façon étanche sur un support, appelé tube central, présentant. une bride sur laquelle vient se fixer, d'une part, le stator du moteur et, d'autre part, le corps de pompe.
Ce tube central présente en général deux paliers portant l'arbre reliant le rotor du moteur à la roue de pompe. Ces paliers sont lubrifiés par l'eau en circulation dans l'instal lation de chauffage.
Pour absorber la poussée axiale qu'exerce la roue de pompe sur l'arbre, il est prévu un palier de butée, généralement à patins mul tiples.
Une circulation d'eau assurant l'échange de l'eau de lubrification des paliers ainsi que le refroidissement de l'induit du moteur est. assurée par divers trous percés dans le tube central, puis par l'entrefer laissé entre la ca lotte et l'induit, et enfin par un trou relati vement petit percé au centre de l'arbre dans toute sa longueur, réalisant ainsi un circuit entre le refoulement de la pompe et l'aspi ration. La fabrication des diverses pièces compo sant un tel groupe motopompe est onéreuse, en particulier la fabrication de l'arbre percé et du palier de butée à patins. De même, le tube central est une pièce coûteuse, étant donné son volume et son usinage qui de mande aussi beaucoup de soins.
Le groupe motopompe selon l'invention vise à remédier aux inconvénients précités; il est caractérisé par le fait que l'arbre d'entraî nement sur lequel sont montés la roue de pompe et le rotor du moteur est tubulaire et tourne autour d'un axe fixe qui lui sert de support et qui est solidaire à ses deux extré mités de la partie fixe du groupe.
Le dessin annexé représente, schématique ment et à titre d'exemple, une forme d'exécu tion du groupe motopompe objet de l'inven tion.
La fig. 1 en est une vue en coupe axiale. La fig. 2 est une vue semblable à la fig. 1, montrant une variante de détail du groupe de la fig. 1.
La fig. 3 est un diagramme de la réparti tion des pressions sur la face du rotor dis posée à l'opposé de la roue de pompe.
Les fig. 4 et 5 sont deux vues à plus grande échelle, l'une de profil et l'autre de face, d'un dispositif de contrôle du sens de ro tation de la pompe.
Le groupe motopompe représenté com prend un moteur as5mchrone formé d'un rotor 1 et d'un stator 2. Le rotor 1 est. solidaire d'un arbre tubulaire 3 à une extrémité duquel est fixée à l'aide d'un écrou 15 une roue de pompe 4 solidaire d'un déflecteur 16.
Le rotor 1 est enveloppé d'une calotte 5 fixée par des vis 6 et une bague 7 sur le corps de pompe 8. Le carter 9 du moteur est lui-même fixé au corps de pompe 8 par des vis 10.
L'arbre tubulaire 3, formant l'arbre d'en traînement de la pompe par le moteur, tourne autour d'un axe fixe 11 qui lui sert de sup port. En effet, l'arbre tubulaire 3 repose sur l'axe 11 par deux coussinets 12 solidaires de l'arbre tubulaire 3. Cet axe-support 11 est fixé à l'une de ses extrémités au corps de pompe 8 et à son autre extrémité au centre du fond 13 de la calotte 5 par un écrou 14.
Il subsiste entre le rotor 1 et la calotte 5, d'une part, et le corps de pompe 8 et la roue 4, d'autre part, un certain jeu permettant un déplacement axial du rotor 1 par rapport au stator 2.
Le fonctionnement du groupe motopompe représenté est le suivant: Lorsque l'on connecte le moteur au cou rant d'alimentation, l'induit ou rotor 1 se met à tourner et entraîne la roue 4. Celle-ci aspire le liquide par la conduite<B>1-7</B> du corps 8 et le refoule à une pression supérieure P contre le déflecteur 16 qui le dévie dans le passage 18 du corps 3.
Les diverses poussées axiales s'établissent comme suit Les pales de la roue 4 subissent une réac tion axiale due à la poussée de ].'eau et di rigée dans le sens de la flèche P. La réaction due à la déviation de l'eau sur le déflecteur 16 donne une poussée dynamique axiale f dans le sens opposé à P et de valeur diffé rente de celle-ci, tandis que les pressions statiques sur les deux faces du déflecteur s'équilibrent.
La chambre 20 est. à la pression de refou lement P grâce à. l'espace 21. Cette pression agit sur la face 22 de l'induit 1.
La chambre 23, constituée par l'espace compris entre le fond 13 de la calotte 5 et l'induit 1, est à une pression moyenne-infé- rieure à la pression de refoulement. P de la chambre .20. En effet, le liquide situé dans cette chambre 23 est soumis à un mouvement de rotation plus ou moins rapide. Or, (,n vertu de la force centrifuge agissant dans une masse liquide en rotation, les pressions, dans chaque zone circulaire, peuvent être repré sentées par -uni paraboloïde de révolution (fig. 3), dont la partie hachurée 2-1 corres pond à la pression en chaque point.
La hau teur !1 correspond donc à. la. différence de pression existant entre le centre et. la péri phérie. Mais comme cette chambre 23 est en communication avec la chambre 20 sous pres sion P par l'entrefer<B>25</B> laissé entre l'induit 1 et la calotte 5, le point. C du paraboloïde correspond à. la pression P, la pression sur le reste de la surface de l'induit allant. en dimi nuant vers le centre. Donc, la pression moyenne, de valeur B, sur cette face, est infé rieure à la pression P agissant. sur l'autre face, d'où il résulte une poussée axiale G sur l'induit dirigée dans le même sens que f et à laquelle elle s'ajoute.
On peut ajuster cette valeur G de telle façon que G -I- f équilibrent. à peu de chose près la force P, en faisant tourner plus ou moins vite le liquide emprisonné dans la chambre 23; pour cela, il suffit de mettre des ailettes 26 plus ou moins grandes sur l'induit, lesquelles augmenteront la vitesse de rotation du liquide, si l'on veut faire baisser la pres sion dans la chambre 23; ou bien, de mettre des ailettes fixes 27 (fig. 2), plus ou moins grandes, dans le fond 13 de la calotte 5, les quelles ralentiront la rotation du liquide, si l'on veut. éviter une baisse trop forte de la pression dans ladite chambre 23.
Toutefois, il est impossible d'obtenir un équilibre parfait au moyen de ces différentes forces à tous les régimes de fonctionnement. de la pompe, ce lui-ci variant avec chaque application.
La. différence entre P a--issant dans un sens et. f -I- G agissant dans l'autre sens pro voque un déplacement. axial de tout le rotor. L'induit 1 est alors déplacé par rapport au stator 2, ce qui donne naissance à une trac tion magnétique axiale cherchant à ramener l'induit en face du stator, traction qui au---- mente avec le décalage 28 (fig. 2). Ce dépla cement axial pouvant se faire soit d'un côté, soit de l'autre de la position idéale de l'induit, cette traction magnétique agit aussi dans un sels ou dans l'autre.
Si le décalage se tait comme l'indique la fig. 2, la traction magné tique se fait dans le même sens que f -ï- G auxquelles elle s'ajoute. Si le décalage est dans le sens contraire, la traction magnétique se fait aussi en sens contraire et s'ajoute à la force F. Le rotor prend automatiquement une position correspondant à l'équilibre des forces axiales résultant du régime de marche.
Pour assurer la lubrification des coussi nets 1.2, Lin ou plusieurs trous 29, percés dans l'arbre tubulaire 3, mettent la chambre 30, comprise entre la paroi intérieure de l'arbre 3 et l'axe 11, en communication avec la cham bre 20 et, par conséquent, avec la pression P clé refoulement. Comme les deux chambres extrêmes 17 et 23 sont à des pressions infé rieures à cette pression P, il y aura écoule ment dans le jeu laissé entre les coussinets 12 et l'axe 11. Le liquide, pour passer dans la. chambre 30, est obligé de traverser les trous 29 dans lesquels il est soumis à la force cen trifuge. Les corps étrangers en suspension dans le liquide, mais de poids spécifique plus grand, seront rejetés, la vitesse centripète de l'eau dans ces trous étant très faible.
Il se produira ainsi une certaine épuration de l'eau de lubrification. Le liquide passant dans le coussinet côté calotte assurera le refroidisse ment de l'induit.
Il est nécessaire, lors de l'installation d'une pompe, de s'assurer que son sens de ro tation est correct, et cela même si l'installa tion est remplie d'eau. Cette opération se fait. au moyen d'un doigt 31 traversant la paroi du corps de pompe 8. Ce doigt 31 (fig. 4 et 5) a une extrémité coupée en biais formant un bec excentré 32 et comporte à l'autre extré mité une tête sur laquelle sont marqués des flèches 33 ou signes conventionnels quelcon ques permettant de se rendre compte, de l'extérieur, de la position du bec 32. Un téton 34 permet d'exercer l'appui bien au centre.
Pour le contrôle de la. rotation, on enlève un bouchon 35 assurant l'étanchéité du corps de pompe 8, on oriente le doigt 31 dans une po sition quelconque, autre que celle qu'il doit prendre, on le pousse contre la roue 4 en marche; dès que le bec 32 touche l'écrou 15, le doigt 31 tourne d'un certain angle sous l'action du frottement et les flèches 33 indi quent le sens de rotation. Le sens de rotation normal est indiqué, d'autre part, par des flè ches venues de fonderie sur le corps de la pompe ou du moteur, ce qui permet de se rendre compte de la marche correcte ou incor recte de la pompe.
En variante, l'axe fixe 11 au lieu d'être fixé à la calotte 5 par l'écrou 14 pourrait être fixé à toute autre partie fixe du groupe moto pompe.
De plus, la roue de pompe 4 pourrait être soit une roue de pompe centrifuge, soit une roue à hélice.