Groupe motopompe hydraulique. La présente invention a polo' objet. lin groupe motopompe hydraulique comprenant une pompe rotative et un moteur électrique < lotit le rotor baigne dans un liquide servant de lubrifiant à ses paliers qui sont. solidaires du corps de pompe et dn stator du moteur. Dans ce genre de groupe motopompe, une calotte solidaire du corps de pompe passe dans l'entrefer du moteur de manière à assurer l'étanchéité entre le stator et le rotor.
Dans les groupes motopompe de construction courante, le liquide à pomper circule autour de l'induit du moteur ainsi que dans les pa liers et leur sert de lubrifiant. Or, lorsque de tels groupes motopompe sont utilisés dans des installations de chauffage central ou de distribution d'eau chaude, l'eau à pomper est toujours plus ou moins chargée d'impure tés telles que tartre, sable provenant d'un désablage incomplet. des chaudières et radia teurs, calamine, gouttes de soudure, filasse, etc.
Lorsque de telles impuretés s'introduisent avec le liquide de lubrification dans les pa- liers, elles provoquent une usure rapide des (,oussinets et de la butée axiale de l'arbre.
Le groupe motopompe selon l'invention. \-ise à remédier à cet inconvénient. 11 est caractérisé par le fait. qu'il comprend une enceinte limitant l'espace contenant. le liquide lubrifiant, cette enceinte étant munie, à 1'en- droit où l'arbre reliant le rotor à la. roue de pompe en sort, d'un dispositif séparateur em pêchant toute impureté provenant du liquide à pomper de pénétrer dans le liquide lubri fiant, ce dispositif séparateur permettant en même temps l'équilibrage des pressions entre le liquide lubrifiant et le liquide à pomper.
Le dessin annexé représente, schématique ment et à titre d'exemple, une forme d'exécu tion et des variantes du groupe motopompe objet de l'invention.
La fig. 1 est une coupe axiale de cette forme d'exécution, et.
les fig. 2 à 5 sont des coupes axiales par tielles de variantes d'exécution.
Le groupe motopompe hydraulique repré senté à la fig. 1 comprend une pompe rotative à une roue centrifuge 1, tournant dans un corps de pompe 2 et fixée sur un arbre 3. Cet. arbre 3 est. supporté par des paliers 4 et 5 prévus sur un support tubulaire 6. Ce support 6 présente une bride 7 sur laquelle sont accou plés, au moyen de vis 8, d'une part le corps 2 et d'autre part le stator 9 d'un moteur élec trique serrant à l'entraînement de la, pompe. Ce moteur comprend un rotor 10 enfermé dans une calotte 11 fixée par des -vis 12 au support tubulaire 6. Cette calotte passe donc. dans l'entrefer du moteur de manière à assu rer l'étanchéité entre le stator 9 et le rotor 10.
Une butée à patin 1.3 absorbe la poussée axiale due à la roue 1.
Comme cela est visible sur le dessin, la ea- l.otte 11 et le support tubulaire 6 forment une enceinte limitant un espace 14 contenant le liquide lubrifiant, les paliers 4, 5 et 13. Un dispositif séparateur est prévu à l'en droit où l'arbre 3 sort de ladite enceinte pour empêcher toute impureté provenant du liquide à pomper de pénétrer dans le liquide lubri fiant.
Ce dispositif séparateur permet en même temps l'équilibrage des pressions entre le liquide lubrifiant et le liquide à pomper.
Dans la forme d'exécution représentée à la fig. 1, ce dispositif comprend une mem brane élastique 15 dont. le bord est pincé entre un épanouissement 16 du support tubulaire 6 et une rondelle 1.7 fixée par des vis 1.8 contre l'épanouissement 16. L'arbre 3 traverse la membrane 15 en son centre. Ladite membrane serre légèrement sur l'arbre 3 ou plus exacte ment sur une douille 19 qui en est solidaire et obture ainsi l'espace 14-.
Lors du montage du groupe motopompe, ]'espace 11 est rempli d'un liquide propre à assurer la lubrification des paliers 4, 5 et 13. Cette membrane 15 a clone pour premier but d'empêcher toute évaporation du liquide pen dant le stockage en magasin et pendant le transport du groupe.
Lorsque le groupe motopompe est monté sur une installation de chauffage, lors de la mise en service du chauffage, on met en mar che la pompe.
Par suite de la circulation, la température du liquide dans l'espace 14 s'élève et le liquide contenu dans l'enceinte se dilate. Cette aug mentation de volume du liquide lubrifiant fait passer une petite partie de celui-ci à. travers un trou ?0 percé dans le palier 4. Ce liquide vient pousser la membrane 15 qui se déplace axialement sur l'arbre 3 tout en restant en contact. avec la douille 19 faisant partie inté- @,rante de l'arbre 3. Ce déplacement de la membrane 15 provoque donc un équilibrage des pressions entre le liquide lubrifiant et le liquide à pomper.
Si toutefois l'augmentation de température et par conséquent de volume du liquide hibri- fia.nt est. telle que la déformation de la mem brane 15 ne suffise pas, celle-ci laissera légè rement fuir du liquide le long de l'arbre 3. Dès que la température cesse (le monter, la membrane assure de nouveau l'étanchéité. Lors d'un refroidissement, le phénomène in verse se produit, la membrane glisse sur l'arbre en direction du coussinet, et à fin de course laissera couler le long de L'arbre la. pe tite quantité de liquide nécessaire, lequel est filtré par le jeu pratiquement. nul laissé entre la membrane 15 et l'arbre 3.
La fig. ? représente une variante du dis positif -séparateur dans laquelle celui-ci com prend une bague d'étanchéité ?1 fixe axiale- ment et frottant sur l'arbre 3.
Pour permettre tout (le même l'équilibra'e des pressions entre le liquide lubrifiant et le liquide à. pomper, une partie de la paroi de l'enceinte limitant l'espace 1-t est prévue dé formable. Itn effet, une membrane ?? est fixée par son bord extérieur sur l'épanouissement 16 et par son bord intérieur- sur une partie annulaire '?3 dans laquelle est fixée la ba < _rue ?1.
Ainsi, lors d'une élévation de température du liquide lubrifiant, eelui-ei peut se dilater en passant. par le trou ?0 et venir pousser vers l'extérieur la membrane '??.
Le mouvement inverse aurait lieu en cas (le refroidissement du liquide lubrifiant. II est à. noter que clans cette forme d'exéeution, pra tiquement aucun éehanse de liquide ne se pro duit entre l'espace 1-1 et l'espace ?-1 rempli de liquide à pomper.
Dans la variante représentée à la fig. 3. le dispositif séparateur comprend un élément. ? 5 en une matière i'iltrante. par exemple en feutre, en bronze poreux, etc., qui est soli daire de ladite enceinte on plus exactement de l'épanouissement 16 du support tubulaire 6. Cet élément filtrant '5 frotte sur l'arbre 3 présentant, comme dans la première forme d'exécution, une douille 19.
Ainsi, lors d'une élévation de température du liquide lubrifiant, suie partie de celui-ci peut s'échapper de l'espace 14 à travers l'élé ment filtrant \?5. Lors d'une baisse de tempé rature, par contre, une certaine quantité de liquide à pomper peut traverser l'élément filtrant \?5, se débarrasser ainsi de ses impu retés et entrer dans l'espace 14-. Le liquide lubrifiant ne sera donc pas souillé par cet échange de liquide.
Dans les deux variantes représentées aux fig. 4 et 5, le dispositif séparateur comprend un épurateur centrifuge éliminant par centri- i ugation les impuretés contenues dans le liquide. à pomper, susceptible de se mélanger au liquide lubrifiant.
Dans la variante représentée à la fig. 4, la pompe comprend une roue 1 à action centri- fuge. L'épurateur centrifuge est. constitué par (les saillies ou palettes 26 portées par la face '17 de la roue, qui est opposée à, la face d'aspi ration du liquide.
L'enceinte formée par la calotte 1.1 et le support 6 est prolongée à proximité immé diate de la face 27 de la roue 1 par une piéee 2R.
Ainsi, lors d'une élévation de température (In liquide lubrifiant, une partie de celui-ci pourra s'échapper de l'espace 14 par le jeu @#xistant entre l'arbre 3 et l'alésage de la pièce qu'il traverse. Toutefois, lors d'une baisse (le température du liquide lubrifiant, le liquide à pomper qui s'introduira dans l'es pace 14 aura été débarrassé de ses impuretés par centrifugation et, de ce fait, le lubrifiant e sera pas souillé.
Dans la variante représentée à la fig. 5, J < -roupe motopompe comprend une roue de pompe à action axiale, c'est-à-dire une roue à Hélice. L'épurateur centrifuge est alors cons titué par une cape conique 29 prolongeant le moyen 30 de la roue dans le sens de refoule ment du liquide. Cette cape 29 coiffe sans la toucher une partie conique 31 de ladite en ocinte, cette partie 31 se terminant à proxi mité immédiate de la roue.
Il v a lien de remarquer que la cape 29 et la partie 31, au lieu d'être coniques, pour raient être cylindriques ou autres.
Dans cette dernière variante, les échanges de liquide se font à travers le jeu séparant la cape 29 de la partie 31. Comme le liquide <B>se</B> trouvant dans cet espace subit une centri- i ttgation, toutes les impuretés dangereuses qui ont un poids spécifique phis grand que le liquide sont éliminées par force centrifuge. Ainsi, le liquide entrant dans l'espace 14 est sans risque pour les paliers 4, 5 et 13.
Il est à noter qu'en général dans les groupes motopompe, le liquide lubrifiant est le même que le liquide à pomper, c'est-à-dire la plupart du temps de l'eau.
Toutefois, avec la disposition représentée à la fig. 2, il est. possible d'envisager comme liquide lubrifiant un liquide différent du liquide à pomper, étant donné que ces deux liquides ne se mélangent pas. Ainsi, l'on pour rait choisir comme liquide lubrifiant du pé trole ou de l'huile.
Diverses- modifications de construction pourraient être apportées aux formes d'exé cution représentées. Ainsi, par exemple à la fig. 2, la membrane 22, au lieu d'être fixée n regard de la roue 1, pourrait être fixée directement sur un trou prévu dans la partie conique du support tubulaire 6.
En outre, dans la forme d'exécution repré sentée à la. fig. 4, les saillies ou palettes pour raient être dans certains cas supprimées, étant donné que la face 27 de la roue 1 produit déjà d'elle-même un effet. de centrifugation. D'autre part, il est bien entendu que les di verses douilles 19 représentées sur le dessin pourraient. être supprimées.
Comme l'espace 14 de ces groupes moto pompe doit être rempli de liquide lubrifiant lors du montage du groupe, il peut, dans cer tains cas, être utile d'assurer une fermeture 'tout à fait, étanche de l'espace 14 pour éviter l'évaporation du liquide fubrifiant pendant le magasinage et le transport du groupe. Cette fermeture étanche pourrait avoir lieu en rem plissant l'espace 32 entre la roue 1. et la partie du support 6 la plus proche de celle-ci avec un produit à bas point. de fusion, tel que la paraffine par exemple.
Lors de la première mise en marche du groupe, cette paraffine serait fondue ou bri sée et rejetée dans le liquide à pomper.
Pour prévenir le risque de rupture de la calotte 11 et du support 6 dans le cas où le lubrifiant serait de l'eau et que le gel serait. à, craindre pendant le magasinage, l'on pour rait ajouter au lubrifiant dans l'espace 14 un produit. antigel tel que ceux employés pour la protection des circuits de refroidissement des véhicules automobiles.
Hydraulic pump unit. The present invention is an object. The hydraulic motor-pump unit comprising a rotary pump and an electric motor <the rotor is bathed in a liquid serving as a lubricant for its bearings which are. integral with the pump body and the motor stator. In this type of pump unit, a cap integral with the pump body passes through the air gap of the motor so as to ensure the seal between the stator and the rotor.
In pump units of standard construction, the liquid to be pumped circulates around the motor armature as well as in the bearings and serves as their lubricant. However, when such pump units are used in central heating or hot water distribution installations, the water to be pumped is always more or less charged with impurities such as scale, sand from incomplete grit removal. of boilers and radiators, scale, solder drops, tow, etc.
When such impurities enter with the lubricating liquid into the bearings, they cause rapid wear of the (, bearings and of the axial stop of the shaft.
The pump unit according to the invention. \ -is to remedy this drawback. 11 is characterized by the fact. that it includes an enclosure limiting the containing space. the lubricating liquid, this enclosure being provided, at the place where the shaft connecting the rotor to the. The pump wheel comes out of a separating device preventing any impurity from the liquid to be pumped from entering the lubricating liquid, this separating device allowing at the same time the balancing of the pressures between the lubricating liquid and the liquid to be pumped.
The appended drawing represents, schematically and by way of example, one embodiment and variants of the pump unit which is the subject of the invention.
Fig. 1 is an axial section of this embodiment, and.
figs. 2 to 5 are partial axial sections of variant embodiments.
The hydraulic pump set shown in fig. 1 comprises a rotary pump with a centrifugal impeller 1, rotating in a pump body 2 and fixed on a shaft 3. Cet. tree 3 is. supported by bearings 4 and 5 provided on a tubular support 6. This support 6 has a flange 7 on which are coupled, by means of screws 8, on the one hand the body 2 and on the other hand the stator 9 of an electric motor clamping to the pump drive. This motor comprises a rotor 10 enclosed in a cap 11 fixed by -vis 12 to the tubular support 6. This cap therefore passes. in the motor air gap so as to ensure the seal between the stator 9 and the rotor 10.
A pad stopper 1.3 absorbs the axial thrust due to the wheel 1.
As can be seen in the drawing, the water chamber 11 and the tubular support 6 form an enclosure limiting a space 14 containing the lubricating liquid, the bearings 4, 5 and 13. A separating device is provided on the right. where the shaft 3 comes out of said enclosure to prevent any impurity from the liquid to be pumped from entering the lubricating liquid.
This separator device simultaneously allows the pressure balancing between the lubricating liquid and the liquid to be pumped.
In the embodiment shown in FIG. 1, this device comprises an elastic mem brane 15 including. the edge is clamped between an expansion 16 of the tubular support 6 and a washer 1.7 fixed by screws 1.8 against the expansion 16. The shaft 3 passes through the membrane 15 at its center. Said membrane clamps slightly on the shaft 3 or more exactly on a bush 19 which is integral with it and thus closes the space 14-.
When assembling the pump unit, the space 11 is filled with a liquid suitable for lubricating the bearings 4, 5 and 13. The primary purpose of this membrane 15 is to prevent any evaporation of the liquid during storage by store and during group transport.
When the pump set is mounted on a heating installation, when switching on the heating, the pump is switched on.
As a result of the circulation, the temperature of the liquid in the space 14 rises and the liquid contained in the enclosure expands. This increase in the volume of lubricating liquid causes a small part of it to pass through. through a hole 0 drilled in the bearing 4. This liquid pushes the membrane 15 which moves axially on the shaft 3 while remaining in contact. with the sleeve 19 forming an inter- @, rante part of the shaft 3. This displacement of the membrane 15 therefore causes a balancing of the pressures between the lubricating liquid and the liquid to be pumped.
If, however, the increase in temperature and consequently in volume of the liquid hibri- fia.nt is. such that the deformation of the diaphragm 15 is not sufficient, the latter will allow liquid to leak slightly along the shaft 3. As soon as the temperature ceases (fit it, the diaphragm again ensures tightness. 'cooling, the reverse phenomenon occurs, the membrane slides on the shaft in the direction of the bearing, and at the end of the stroke will allow the small amount of liquid necessary to flow along the shaft, which is filtered by the practically no play left between diaphragm 15 and shaft 3.
Fig. ? shows a variant of the positive-separator in which the latter comprises a sealing ring? 1 fixed axially and rubbing on the shaft 3.
To allow everything (the same balancing of the pressures between the lubricating liquid and the liquid to be pumped, part of the enclosure wall limiting the space 1-t is provided to deformable. Itn effect, a membrane ?? is fixed by its outer edge on the opening 16 and by its inner edge- on an annular part '? 3 in which the ba <_rue? 1 is fixed.
Thus, during a rise in the temperature of the lubricating liquid, it may expand in passing. through hole 0 and push the membrane outwards.
The reverse movement would take place in the event (cooling of the lubricating liquid. It should be noted that in this form of execution, hardly any flow of liquid occurs between the space 1-1 and the space? - 1 filled with liquid to be pumped.
In the variant shown in FIG. 3. the separator device comprises an element. ? 5 in a filtering material. for example made of felt, porous bronze, etc., which is integral with said enclosure or more exactly with the opening 16 of the tubular support 6. This filter element '5 rubs against the shaft 3 having, as in the first form execution, a socket 19.
Thus, when the temperature of the lubricating liquid rises, soot part thereof can escape from the space 14 through the filter element \? 5. When the temperature drops, on the other hand, a certain quantity of liquid to be pumped can pass through the filter element \? 5, thus getting rid of its impurities and entering the space 14-. The lubricating liquid will therefore not be contaminated by this exchange of liquid.
In the two variants shown in FIGS. 4 and 5, the separator device comprises a centrifugal scrubber removing by centrifugation the impurities contained in the liquid. to be pumped, likely to mix with the lubricating liquid.
In the variant shown in FIG. 4, the pump comprises an impeller 1 with centrifugal action. The centrifugal scrubber is. constituted by (the projections or vanes 26 carried by the face '17 of the wheel, which is opposite to, the liquid suction face.
The enclosure formed by the cap 1.1 and the support 6 is extended in the immediate vicinity of the face 27 of the wheel 1 by a post 2R.
Thus, during a rise in temperature (In lubricating liquid, part of it may escape from the space 14 by the clearance @ # x existing between the shaft 3 and the bore of the part that it is However, when the temperature of the lubricating liquid drops, the liquid to be pumped which will enter space 14 will have been freed of its impurities by centrifugation and, as a result, the lubricant will not be soiled. .
In the variant shown in FIG. 5, J <-roupe motor pump comprises an axially acting pump wheel, that is to say a propeller wheel. The centrifugal purifier is then constituted by a conical cap 29 extending the means 30 of the wheel in the direction of delivery of the liquid. This cap 29 covers without touching a conical part 31 of said ocinte, this part 31 ending in immediate proximity to the wheel.
It should be noted that the cap 29 and the part 31, instead of being conical, could be cylindrical or the like.
In this last variant, the liquid exchanges take place through the clearance separating the cap 29 from the part 31. As the liquid <B> being </B> located in this space undergoes a centri- tation, all the dangerous impurities which have a specific gravity that is greater than the liquid are removed by centrifugal force. Thus, the liquid entering the space 14 is without risk for the stages 4, 5 and 13.
It should be noted that in general in pump units, the lubricating liquid is the same as the liquid to be pumped, that is to say most of the time water.
However, with the arrangement shown in FIG. 2 it is. It is possible to consider as lubricating liquid a liquid different from the liquid to be pumped, given that these two liquids do not mix. Thus, one could choose as lubricating liquid oil or oil.
Various construction modifications could be made to the embodiments shown. Thus, for example in FIG. 2, the membrane 22, instead of being fixed opposite the wheel 1, could be fixed directly to a hole provided in the conical part of the tubular support 6.
In addition, in the embodiment shown at the. fig. 4, the protrusions or pallets could in some cases be omitted, since the face 27 of the wheel 1 already produces an effect of its own. centrifugation. On the other hand, it is understood that the various sockets 19 shown in the drawing could. be deleted.
As the space 14 of these motor pump units must be filled with lubricating liquid during assembly of the unit, it may, in certain cases, be useful to ensure a completely sealed closure of space 14 to avoid evaporation of the lubricating liquid during storage and transport of the unit. This leaktight closing could take place by filling the space 32 between the wheel 1 and the part of the support 6 closest to the latter with a low-point product. fusion, such as paraffin for example.
When the unit is started up for the first time, this paraffin would be melted or broken and discharged into the liquid to be pumped.
To prevent the risk of rupture of the cap 11 and of the support 6 in the event that the lubricant is water and the gel is. to be feared during storage, one could add to the lubricant in the space 14 a product. antifreeze such as those used to protect the cooling circuits of motor vehicles.