CH289479A - Groupe moto-pompe hydraulique. - Google Patents

Description

  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.

Claims (1)

1. REVENDICATION 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, caractérisé par le fait que l'arbre d'entraînement 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 extrémités de la partie fixe du groupe. S OUS-RDVDNDICATIONS 1.

   Groupe motopompe selon la revendica tion, caractérisé par le fait qu'il est agencé de façon que la poussée axiale due à la réac tion du liquide sur la roue de pompe soit équilibrée au moins en partie, d'-une part, par la réaction du liquide sur un déflecteur tournant et, d'autre part, par une différence clés pressions du liquide agissant sur les deux faces latérales du rotor du moteur. ' 2.

   Groupe motopompe selon la revendica tion et la sous-revendication 1, caractérisé par le fait que l'arbre d'entraînement est dis posé clé façon à pouvoir se déplacer axiale ment d'une certaine distance par rapport à l'aie fixe, de manière que le décalage en ré sultant entre le rotor et le stator du moteur donne naissance à une force magnétique dont une composante axiale est destinée à équili brer certaines poussées axiale,, hydrauliques restantes. 3.

   Groupe motopompe selon la revendica tion et les sous-revendieations 1 et. 2, caracté risé par le fait. que la face latérale du rotor du moteur située du côté opposé à la pompe est munie d'ailettes destinées à faire tourner le liquide situé dans la chambre limitée par ladite face et le fond de la calotte, ceci de façon à. faire baisser la pression dans cette chambre. .1. Groupe motopompe selon la revendica tion et les sous-revendications 1 et 2, caracté risé par le fait que le fond de la calotte est.

   muni du côté intérieur d'ailettes fixes per mettant de ralentir le mouvement de rotation du liquide dans la chambre limitée par la face latérale voisine du rotor du moteur et ce fond, ceci de façon à empêcher une baisse trop forte de la pression dans cette chambre. ô.

   Groupe motopompe selon la revendica tion et les sous-revendications 1 et '_', caracté risé par le fait qu'il comprend un dispositif de contrôle du sens de rotation de la pompe, ce dispositif étant constitué par un doigt susceptible de coulisser dans 1e corps de pompe excentriquement par rapport à l'axe de rotation de la, pompe et comportant un bec excentré provoquant une orientation du doigt lorsque le bec entre en contact.

   avec une partie tournante de la pompe, cette orienta tion permettant de se rendre compte du sens de rotation de la pompe. 6. Groupe motopompe selon la revendica tion et les sous-revendieations 1. et \_', caracté- ris6 par le fait que l'arbre d'entraînement présente au moins un orifice dans sa paroi, permettant au liquide de lubrifier deux cous sinets disposés entre l'axe fixe et l'arbre d'en traînement, le mouvement tournant de cet orifice empêchant, par épuration centrifuge, l'amenée vers les coussinets de corps étran gers plus lourds que le liquide.