<B>Motopompe</B> L'invention a pour objet une motopompe com prenant un moteur et urne pompe reliés par un dispo sitif d'accouplement à aimants permanents compre nant deux rotors coaxiaux séparés, l'un de l'autre, par une paroi étanche en matière non magnétique, et présentant chacun un nombre pair de pôles de polarités opposées qui, pour une position angulaire relative déterminée des rotors, sont situés les uns en face des autres.
La motopompe selon l'invention est caractérisée en ce que les pôles du rotor intérieur entraîné, qui est enfermé dans l'enceinte étanche contenant la roue de la pompe, sont formés dans une bague monobloc aimantée de manière que les pôles de polarités opposées alternent à sa périphérie et en ce que les pôles du rotor extérieur entraîneur sont constitués par les extrémités des branches d'aimants individuels en forme de U disposés suivant une cou- ronne de manière que ces extrémités soient dirigées vers
les pôles de la bague constituant le rotor intérieur.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de la motopompe objet de l'invention, ainsi que des variantes.
La fig. 1 est une coupe axiale d'une motopompe pour accélérer la circulation de l'eau dans une ins tallation de chauffage central.
La fig. 2 est une coupe selon la ligne II-II de la fig. 1.
La fig. 3 est une coupe analogue d'une variante. La fig. 4 montre en coupe axiale une partie d'une variante de détail.
Sur ce dessin, 1 représente la roue d'une pompe centrifuge destinée à accélérer la circulation d'eau dans une installation de chauffage central, :entraînée par un moteur électrique 2, extérieur à un boîtier hermétique 7, 7a qui enveloppe de toutes parts la roue 1 et son arbre 3 et qui comporte des raccords 4 et 5, respectivement d'arrivée et de refoulement d'eau.
Sur l'extrémité libre de l'arbre 3 de la roue 1 se trouve un tambour comprenant une bague 10 aimantée de manière permanente et présentant plu sieurs pôles de polarités opposées qui alternent cycliquement le long de, sa périphérie.
Le tambour qui fait .saillie hors du carter 7, 7a de la pompe est coiffé d'un capuchon mince 6 en une matière non magnétique, ledit capuchon étant raccordé de façon étanche au carter hermétique 7, 7a pour compléter ce carter en un boîtier étanche autour de la roue 1 et de son arbre 3.
Le capuchon 6 est à son tour coiffé d'une clo che 8 calée en bout sur l'arbre 9 du moteur 2, arbre qui est monté à l'.extérieur du carter étan- che 7, 7a de la pompe, dans le prolongement de l'arbre 3 de cette dernière, ladite cloche 8 portant des aimants permanents 14 en forme de U dont les pôles sont dirigés vers ceux du susdit tambour.
Les aimants permanents 14 de la cloche 8 sont constitués en une madère de nature différente de celle de la bague 10 du tambour en question. De préférence, on utilise pour les aimants 14, qui doi vent présenter une très forte induction rémanente, par exemple de 10000 à 11000 Gauss ou davan tage, un alliage d'acier magnétique à base<B>d</B>e fer,
cobalt, nickel, aluminium, cuivre et éventuellement de titane, tel que par exemple l'acier Ticonal .
Pour la bague 10 qui doit surtout présenter un champ coercitif élevé, par exemple de 1500 Oer- steds ou davantage et une induction rémanente résistant à la chaleur, on utilise avantageusement un ferrite dur, notamment un ferrite à l'oxyde de baryum tel que le Ferroxdur I .
Par le choix ainsi opéré des matières magnéti ques, on obtient des avantages considérables.
En supposant que l'on utilisait jusqu'à présent pour les aimants permanents des deux rotors du dispositif d'accouplement un acier du genre Tico- nal dont le champ coercitif est de l'ordre de seu lement 800 Oersteds et que, pour une raison quel conque, par exemple par infiltration d'une impu reté, la roue 1 de la pompe se bloque de sorbe que les pâles des aimants d'un rotor passent en face des pôles de même polarité des aimants de l'autre rotor,
le champ coercitif relativement faible des aimants permanents ne peut résister à la démagné- tisation par la très forte induction rémanente de 10000 Gauss des aimants leur faisant face, de sorte que les aimants se démagnétisent mutuellement et que le dispositif d'accouplement décroche défi nitivement.
En supposant que l'on établirait les aimants per- manents des deux rotors du dispositif d'accouple ment en un ferrite dur, la démagnétisation ne serait plus à craindre, étant donné 1e champ coercitif élevé du ferrite, mais le couple transmissible serait très réduit par suite de la faible induction réma nente des ferrites durs (environ 2200 Gauss) et il faudrait aussi, pour obtenir un accrochage entre les deux rotors, que l'entrefer soit très faible.
Or, un faible entrefer est un inconvénient considérable pour la motopompe en question, dans laquelle le capu chon 6 doit séparer dans l'entrefer les deux rotors sans les toucher, et dans laquelle il serait au con traire très avantageux d'avoir un certain espace entre les rotors et ledit capuchon pour empêcher que des impuretés puissent bloquer l'un des rotors contre le capuchon statique et dans laquelle un tel espace permettrait des tolérances de fabrication plus gran des et par conséquent de réduire le prix de revient de l'ensemble.
Le dispositif d'accouplement magnétique décrit ci-dessus évite les inconvénients précités. En effet, on peut obtenir un grand entrefer étant donné que la grande induction rémanente des aimants 14 per met aux lignes de force de ces aimants de traverser un tel entrefer pour se refermer sur les pôles de la bague 10.
Par ailleurs le champ coercitif élevé, de 1600 à 1700 Oersteds, met les pôles de la bague 10 à l'abri de la démagnétisation, et, en revanche leur induction rémanente de seulement 2200 Gauss est insuffisante pour provoquer la démagnétisation des aimants 14.
L'utilisation d'un ferrite dur pour constituer la bague 10 logée dans le carter étanche 7, 7a d'une pompe de chauffage à eau chaude est en outre avantageux du fait de la résistance d'un tel matériau à la corrosion et à la démagnétisation par la chaleur ambiante, qui est relativement élevée, car aux calories dégagées par l'eau de chauffage s'ajoutent celles dégagées par frottement dans le palier 18.
Afin d'assurer au dispositif d'accouplement un accrochage magnétique maximum entre les pâles des aimants permanents du type spécifié ci-dessus, soli daires d'une part du rotor moteur 8 et d'autre part du rotor entraîné 1, on donne aux aimants 14 des dimensions et, par rapport à la bague 10, des posi tions telles, en tenant compte de l'entrefer, que, pour une position angulaire déterminée du rotor 8 par rapport à la bague 10, les centres N. et S@ (fig. 3)
des pôles de chaque aimant permanent 14 en forme de U se trouvent aux extrémités d'un diamètre d'un demi-cercle cl passant par les axes des deux pôles adjacents<B>SI, NI</B> de la bague annulaire 10.
En supposant que la bague entraînée 10, dont le diamètre est celui montré sur le dessin, présente à sa périphérie douze pôles équidistants<B>Si, Ni</B> alternant de polarité<B>le</B> long de sa périphérie, et que l'on veuille disposer entre la bague 10 et le rotor moteur 8 d'un entrefer dl, on peut déterminer les dimensions des aimants 14 .en Ticonal et leur emplacement dans Je rotor moteur 8 de la façon suivante.
On trace une droite<B>Il</B> tangente à la périphérie de l'anneau 10 et équidistante des deux points voisins <B>Si</B> et<B>Ni,</B> et, à la distance<B>dl</B> de la droite<I>h,</I> une paral lèle l..
La médiatrice m entre les points<B>Si</B> et<B>NI</B> coupe la droite h au point Pl qui est le centre du cercle cl passant par lies points<B>SI</B> et<B>NI.</B>
Ce cercle cl coupe la droite h aux points N. et S sur lesquels devront être centrés les pôles d'un aimant 14 en Ticonal .
En effet, comme pour un aimant en Ticonal en forme d'un U, la ligne de force magnétique moyenne se ferme, du centre N., d'un pôle sur le cen tre S. de l'autre pôle, suivant un demi-cercle, on est assuré, comme il vient d'être expliqué, que les lignes de force d'un aimant 14 coagissent au mieux avec les pôles correspondants<B>SI</B> et<B>NI</B> de la bague 10.
En supposant maintenant que l'on veuille cons truire un dispositif d'accouplement ayant la même bague entraînée 10 que dans l'exemple décrit ci-des sus et capable de transmettre le même couple mais à travers un entrefer double, c'est-à-dire de 2d1, on pro cède de la manière suivante.
On trace une droite<B>1,3</B> parallèle à<B>Il</B> à une distance 2d, et un cercle cw ayant pour centre le point d'inter section P, des droites<I>l;</I> et ni et passant par les points <B>SI</B> et<B>Ni.</B>
Les points d'intersection N;; et Sj du cercle c.. avec la droite l.; déterminent les emplacements des cen tres que doivent occuper les pôles de l'aimant 14a en Ticonal dans le rotor 8a.
On conçoit que, pour un diamètre déterminé de la bague entraînée 10, on obtient l'entrefer maximum avec un rotor 8a, .dans lequel les aimants 14a en forme de U sont, par leurs arêtes extérieures, en con- tact avec les pôles des deux aimants adjacents, comme représenté en traits pleins sur le dessin.
C'est une construction avantageuse de la moto pompe qui vient d'être décrite, car le grand entrefer permet de loger facilement la chemise d'entrefer 6, sans qu'il soit nécessaire de procéder à un ajustage de très grande précision, et d'éviter que des impuretés véhiculées par le liquide refoulé par la pompe ne viennent bloquer la bague 10 contre une chemise d'entrefer 6 trop peu écartée de cette bague.
Lorsqu'on a recours au rotor 8a, on utilise bien entendu aussi une autre chemise d'entrefer 6a plus écartée de la bague 10 que la chemise 6 (voir partie inférieure de la fig. 3).
En outre, le contact des pôles de polarités oppo sées procure l'avantage de renforcer la rémanence, c'est-à-dire le flux rémanent utile des aimants 14a.
Si on veut obtenir un entrefer encore plus grand, il faut utiliser une bague entraînée 10 de diamètre plus grand.
Selon la forme d'exécution représentée sur le des sin, la bague 10, en un ferrite dur, est enfilée sur un mandrin 11 en une matière non magnétique, et ser rée contre un épaulement lla du mandrin par un écrou 12, également en une matière non magnéti que, vissé sur urne partie filetée du mandrin. Le man drin 11 est rendu solidaire de l'arbre 3 par unie visl3.
La cloche 8 est établie en une matière non ma gnétique qui peut être un métal ou un alliage léger ou une matière plastique. Elle présente des alvéoles en forme de U dont les extrémités affleurent le p6ri- métre intérieur de la cloche et qui contiennent cha cun un aimant 14, immobilisé dans son alvéole, par exemple, par une vis, une goupille ou par de la colle, ou encore saisi par moulage dans la matière de la cloche 8.
Dans le cas représenté sur la fig. 2, dans lequel la cloche 8 porte six aimants 14, et en supposant que le dessin est à l'échelle 1/;, le coupleur magnétique peut transmettre de l'arbre 9 à l'arbre 3 avec prati- quement un rendement de<B>100</B> % (il n'y a ni glisse ment, ni échauffement par courants de Foucault) un couple d'environ 3 kg/cm.
Le même coupleur avec seulement quatre aimants 14 permet de transmettre un couple de 2 kg/cm ; avec trois aimants, il permettrait de transmettre un couple de 1,5 kg/cm, et avec deux aimants un cou ple de 1 kg/cm.
Dans les exemples numériques indiqués ci-dessus, l'entrefer bague 10 - cloche 8 a été chaque fois d'environ 3 mm, ce qui est suffisant pour loger le capuchon 6 contre lequel ne doit frotter, bien entendu, ni le tambour 10-l1-12 ni la cloche 8.
Le capuchon 6 peut être obtenu par emboutis sage en tôle d'acier non magnétique inoxydable, par exemple, de 1/1" ou s/10 de mm d'épaisseur. Il peut aussi être établi en une matière plastique ou en toute autre matière non magnétique et rigide.
Ce capuchon présente le long de son ouverture une bride annulaire 6b par laquelle il est fixé par des vis, avec interposition d'un joint d'étanchéité plat, contre la partie 7 du carter étanche.
Le moteur 2, qui .est fixé de façon amovible par un étrier 15 contre le carter étanche 7 de la pompe, est d'un type qui se trouve couramment dans le com- merce, il peut être facilement remplacé en cas d'ava rie. Ce moteur peut être prévu avec plusieurs vitesses de marche pour pouvoir augmenter le débit de la pompe selon les saisons.
Il peut aussi être équipé d'une commande auto matique pour fonctionner à grande vitesse en période de démarrage du chauffage et ensuite à vitesse réduite lorsque l'installation est en température (commande automatique par thermostat, .en soi connue).
Dans le carter 7, 7a, on prévoit avantageusement, entre la roue 1 et sa volute d'une part, et l'espace se trouvant à l'intérieur du capuchon 6 dans lequel évolue le tambour 10, 11, 12, :d'autre part, une cham- bre de décantation 16 et, dans cette dernière, un piège magnétique.
Ce dernier peut être constitué par une bague 17 maintenue autour du palier 1.8 de l'arbre 3, entre les parois amovibles en forme de cuvettes de la chambre 16, parois constituées, l'une, par un couvercle 19 de la chambre dans laquelle travaille le rotor 1 de la pompe et le support du palier 18 de l'arbre de la pompe et, l'autre, par la partie 7 de la paroi exté rieure du boitier étanche et servant de support au capuchon 6.
Les parois 19, 7 et l'étrier 15, coaxialement superposés autour de l'arbre 3, sont avantageusement fixés par des goujons communs 20 à la partie 7a du boîtier étanche de la pompe, ce qui permet un démontage instantané de .toutes les parties mobiles de la pompe par enlèvement dies goujons 20 sans que pour autant il soit nécessaire d'enlever la partie 7a de l'installation de chauffage.
On peut même rétablir la circulation d'eau dans l'installation après avoir fixé contre la partie 7a du carter de la pompe un couvercle de dépannage (non représenté) qui, en pre nant la place de la partie de carter 7, est fixé par des vis engagées dans les taraudages des goujons 20. La circulation peut alors s'établir dans une certaine mesure par effet de thermosiphon.
La bague 17 est constituée par un aimant perma nent, en une matière semblable à celle de la bague 10, dont les pôles opposés sont situés sur les flancs laté raux, qui portent respectivement contre les parois 7 et 19 établies en une matière non magnétique. De cette façon, le flux magnétique de la bague 17 se ferme, d'une part, à travers la chambre 16 et, d'autre part, à travers l'arbre 3, ce qui retient les impuretés ferromagnétiques (limaille, rouille, etc.) dans la cham bre de décantation 16 et les empêche de pénétrer sous le capuchon 6.
En ce qui concerne l'extrémité de l'arbre 3 oppo sée à celle portant le .tambour 10, 11, 12, on la rend avantageusement accessible par un regard 21 ménagé dans la partie 7a du carter étanche et fermé par un bouchon amovible 22. L'extrémité de l'arbre 3, qui est accessible par le regard 21, est de préférence conformée de manière telle qu'elle puisse être saisie et entraînée de force au moyen d'un outil tel, par exemple, qu'une clé ou un tournevis.
A cet effet, on peut donner à l'extrémité 23 de l'arbre 3 la forme d'un écrou à six pans et lui faire faire légèrement saillie au-delà d'un palier 24 monté dans ladite ouverture 21 (fig. 1).
On dispose ainsi de la possibilité, sans procéder à aucun autre démontage qu'au dévissage du bou chon 22, de vérifier si l'arbre 3 est réellement entraîné par l'arbre 9 du moteur, et, s'il ne l'était pas, de le débloquer de force, ce qui suffit parfois pour faire redémarrer une pompe entartrée ou pour déloger une impureté qui aurait pu, éventuellement, s'engager, par exemple, entre le rotor 1 de la pompe et son boîtier étanche.
Il peut être avantageux, en outre, de munir l'extrémité 23 de l'arbre 3 d'un aimant permanent 25, par exemple en une matière analogue à celle des bagues 10 et 17 et dont les pôles opposés sont situés de part et d'autre d'un diamètre dudit arbre (fig. 4), et de prévoir, sur un bouchon 22 en matière non magnétique, par exemple, en bronze, une rainure circulaire 26, concentrique à l'arbre 3.
En plaçant dans la rainure 26 une bille 27 en matière magnéti que, celle-ci parcourt la rainure 26 dans le sens de la rotation de l'arbre 3, et l'on peut donc ainsi con trôler la rotation de l'arbre 3, sans enlever le bouchon 22. Au centre du bouchon 22 on peut prévoir un alvéole 28 dans lequel on peut mettre au repos la bille 27.