Pompe à<B>rotor en</B> porte à faux La présente invention a pour objet une pompe à rotor en porte à faux à entrée uni que. Des pompes de ce type sont utilisées no tamment dans les dispositifs de circulation de chaudière. De telles pompes sont avantageuses car elles n'utilisent qu'un seul presse-étoupe, mais elles ont le désavantàge d'avoir une pression d'entrée élevée produisant sur le rotor à aubes une poussée non équilibrée qui agit en direc tion axiale.
Bien que cette poussée puisse être équilibrée en marche, en choisissant différents diamètres de bagues de fond du rotor, la pous sée est inévitable lorsque la pompe démarre et lorsqu'elle est arrêtée, ceci en raison du couple de rotation résultant. Dans certains cas la pous sée peut être suffisamment grande pour que le moteur de la pompe soit incapable de faire tourner celle-ci, dans ce cas il est nécessaire d'adapter un moteur d'une puissance suffisante pour surmonter le couple de rotation, mais ce moteur, une fois que la pompe marche, n'est pas utilisé à sa pleine puissance.
Un but de l'invention est de fournir une pompe à rotor en porte à faux à entrée unique qui ne comporte pas l'inconvénient ci-dessus et qui diminue la pression de presse-étoupe. La pompe selon l'invention comprend des moyens d'étanchéité de l'arbre comportant un presse-étoupe disposé autour de l'arbre, un es pace annulaire prévu entre l'enveloppe et une face du rotor à aubes éloignée de l'entrée, un premier limiteur d'écoulement entre l'espace annulaire et l'espace de refoulement du rotor et un second limiteur d'écoulement conduisant de l'espace annulaire vers le presse-étoupe,
une entrée dans l'espace annulaire agencée de ma nière à être reliée à une source de liquide à haute pression servant à exercer une pression dans l'espace annulaire et des limiteurs, agis sant en sens opposé à la pression d'entrée sur ladite face du rotor. Le limiteur d'écoulement conduisant de l'espace annulaire au presse-étoupe peut com muniquer avec un échappement à basse pres sion ou à l'atmosphère de sorte que la pression dans le limiteur n'agit pas sur le presse-étoupe. Ce presse-étoupe n'est donc pas soumis à la haute pression et peut, par conséquent, être de construction simple. La communication avec l'échappement peut se faire à partir d'un second espace annulaire intercalé entre ledit limiteur et le presse-étoupe.
La figure unique du dessin annexé repré sente, à titre d'exemple, une forme d'exécution en coupe d'une partie de la pompe faisant l'ob jet de la présente invention.
La roue à aubes ou rotor 1 est fixée sur une extrémité d'un arbre 2 monté rotative ment dans une enveloppe de pompe désignée d'une façon générale en 3. Un espace annulaire 4 est formé entre une paroi verticale 5 de l'en veloppe 3 et une face 6 du rotor 1 éloignée de l'entrée de pompe indiquée en 7. Un orifice d'entrée 8 communiquant avec l'espace 4 est prévu pour être relié à une pompe auxiliaire ou autre source de liquide à haute pression (non représentée). Un limiteur d'écoulement 9 conduit de l'espace 4 à l'espace de refoulement 10 du rotor dans le canal collecteur de l'enve loppe 3. Un limiteur d'écoulement 11 conduit de l'espace 4 à un second espace annulaire 12 entre la paroi verticale 5 et une face 6 du rotor, cet espace 12 étant muni d'un orifice de sortie 13 conduisant à un échappement.
Un presse- étoupe 14 entoure l'arbre 2.
Pour réagir contre la poussée exercée sur l'arbre 2, par la pression d'entrée sur le rotor à aubes dans le sens indiqué par la flèche A, une certaine quantité de liquide, la même que celle que la pompe fait circuler, est introduite dans l'espace 4 à partir de la pompe auxiliaire à une pression plus élevée que la pression d'en trée. Le liquide forcé dans l'espace 4 s'échappe de là dans une direction à travers le limiteur d'écoulement 9 dans l'espace d'échappement 10 du rotor dans l'enveloppe de pompe et dans l'autre direction à travers le limiteur d'écoule ment 11 dans le second espace annulaire 12 qui est ouvert pour s'échapper par l'orifice de sortie 13. Grâce au fait que l'espace 12 est ouvert à l'échappement, la pression de liquide sur le presse-étoupe 14 est négligeable.
Le liquide à haute pression dans l'espace 4 et les limiteurs 9 et 11 agit sur la face 6 de la roue à aubes 1 dans le sens indiqué par la flèche B opposé à la poussée due à la pression d'entrée sur la roue dans le sens indiqué par la flèche A. La pression de liquide sur la face 6 tend à déplacer le rotor 1 et l'arbre 2 dans la direc- tion indiquée par la flèche B de telle sorte que la pression sur les paliers de butée de l'arbre 2 est relâchée.
On comprendra ainsi que dans la pompe à rotor en porte à faux à entrée unique telle que décrite la poussée sur la roue provoquée par la pression d'entrée est équilibrée. De plus, comme il suffit de rendre étanche le rotor à aubes au moyen d'un simple presse-étoupe, on peut utiliser un arbre relativement court. Ceci permet d'obtenir une plus grande rigidité d'ar bre et, en utilisant le rotor lui-même comme moyen d'autoéquilibrage et également comme moyen d'étanchéité, cela permet de réaliser une économie de matériau pour la fabrication de la pompe.
Cantilever <B> rotor </B> pump The present invention relates to a pump with cantilevered rotor with a single inlet. Pumps of this type are used in particular in boiler circulation devices. Such pumps are advantageous because they use only one stuffing box, but they have the disadvantage of having a high inlet pressure producing on the paddle rotor an unbalanced thrust which acts in an axial direction.
Although this thrust can be balanced while running, by choosing different diameters of the rotor backing rings, the thrust is inevitable when the pump is started and when it is stopped, due to the resulting torque. In some cases the thrust may be large enough that the pump motor is unable to turn the pump, in which case it is necessary to adapt a motor of sufficient power to overcome the torque, but this motor, once the pump is running, is not used at its full power.
An object of the invention is to provide a single inlet cantilevered rotor pump which does not have the above drawback and which decreases the stuffing box pressure. The pump according to the invention comprises means for sealing the shaft comprising a stuffing box arranged around the shaft, an annular space provided between the casing and a face of the bladed rotor remote from the inlet, a first flow limiter between the annular space and the discharge space of the rotor and a second flow limiter leading from the annular space to the stuffing box,
an inlet in the annular space arranged so as to be connected to a source of high pressure liquid serving to exert pressure in the annular space and limiters, acting in the opposite direction to the inlet pressure on said face of the rotor. The flow restrictor leading from the annular space to the stuffing box can communicate with a low pressure exhaust or to atmosphere so that the pressure in the restrictor does not act on the stuffing box. This cable gland is therefore not subjected to high pressure and can therefore be of simple construction. Communication with the exhaust can be made from a second annular space interposed between said limiter and the stuffing box.
The single figure of the appended drawing represents, by way of example, an embodiment in section of a part of the pump forming the subject of the present invention.
The impeller or rotor 1 is fixed to one end of a shaft 2 rotatably mounted in a pump casing generally designated as 3. An annular space 4 is formed between a vertical wall 5 of the casing. 3 and a face 6 of the rotor 1 remote from the pump inlet indicated at 7. An inlet port 8 communicating with the space 4 is provided to be connected to an auxiliary pump or other source of high pressure liquid (not shown). A flow restrictor 9 leads from space 4 to the discharge space 10 of the rotor in the collecting channel of the casing 3. A flow restrictor 11 leads from space 4 to a second annular space 12 between the vertical wall 5 and a face 6 of the rotor, this space 12 being provided with an outlet orifice 13 leading to an exhaust.
A stuffing box 14 surrounds the shaft 2.
To react against the thrust exerted on the shaft 2, by the inlet pressure on the paddle rotor in the direction indicated by the arrow A, a certain quantity of liquid, the same as that which the pump circulates, is introduced. in space 4 from the auxiliary pump at a pressure higher than the inlet pressure. Liquid forced into the space 4 escapes from there in one direction through the flow restrictor 9 into the exhaust space 10 of the rotor in the pump casing and in the other direction through the restrictor. flow 11 into the second annular space 12 which is open to escape through the outlet 13. Thanks to the fact that the space 12 is open to the exhaust, the liquid pressure on the stuffing box 14 is negligible.
The high pressure liquid in the space 4 and the limiters 9 and 11 acts on the face 6 of the impeller 1 in the direction indicated by the arrow B opposite to the thrust due to the inlet pressure on the impeller in direction indicated by arrow A. The liquid pressure on face 6 tends to move rotor 1 and shaft 2 in the direction indicated by arrow B so that the pressure on the thrust bearings of l tree 2 is released.
It will thus be understood that in the single inlet cantilevered rotor pump as described the thrust on the impeller caused by the inlet pressure is balanced. In addition, since it suffices to seal the bladed rotor by means of a simple gland, a relatively short shaft can be used. This makes it possible to obtain greater shaft rigidity and, by using the rotor itself as a self-balancing means and also as a sealing means, it makes it possible to save material for the manufacture of the pump.