CH654079A5 - Pumping installation and method for actuating the latter - Google Patents

Description

  
 

**ATTENTION** debut du champ DESC peut contenir fin de CLMS **.

 



  REVENDICATIONS
 1. Installation de pompage pour liquide comportant une roue à ailettes (5) logée dans un   carter(lf    et entraînée par un moteur (2) sans balai à courant alternatif, ainsi qu'un inverseur statique (6) destiné à alimenter en énergie ledit moteur à une fréquence de sortie de 100 à 1000 Hz, caractérisée par le fait qu'elle comporte des moyens de détection (16) pour détecter l'état de cavitation et délivrer un signal de commande à l'inverseur (6), de telle sorte que la fréquence de sortie de celui-ci soit diminuée et que la cavitation cesse.



   2. Installation selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les moyens de détection comprennent un transducteur ou accélé   romètre    à pression de choc (16) disposé de   maniére    adjacente à la roue à ailettes.



   3. Procédé de mise en action de l'installation selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la fréquence de sortie de l'inverseur est réglée de manière à maintenir la vitesse de révolution de la roue à ailettes à une valeur à laquelle il ne se produit pas de cavitation.



   La présente invention se rapporte à une installation de pompage pour liquide comportant une roue à ailettes logée dans un carter et qui est entraînée par un moteur sans balai à courant alternatif alimenté en énergie par l'entremise d'un inverseur statique réglable ayant une fréquence de sortie de 100 à 1000 Hz, ainsi qu'à un procédé de mise en action de cette installation de pompage.



   Le brevet CH   N"    651111 concerne une installation de pompage pour liquide du type précité ainsi qu'un procédé de mise en action de celle-ci rendant possible par la régulation de la fréquence la construction de pompes submersibles de dimensions externes faibles, de même qu'une augmentation de la puissance de sortie et de la vitesse afin d'augmenter de façon importante l'efficacité de la pompe.



   Ceci présente toutefois un risque augmenté de cavitation, plus particuliérement lorsque de grandes hauteurs d'aspiration sont impliquées.



   Par conséquent, le but de cette invention consiste à réduire ce risque, en contrôlant la vitesse du moteur, et par conséquent la vitesse de la roue à ailettes de la pompe ou du rotor de telle sorte que la cavitation ne se produise pas ou qu'elle soit empêchée de toute manière de se poursuivre à côté de l'usage de la méthode sophistiquée et de la pompe décrite dans le brevet mentionné précédemment ou d'une pompe normalement entraînée à une vitesse constante déterminée par la fréquence de l'inverseur.



   On doit observer que dans le cas d'une pompe conventionnelle qui est directement   reEee    à la tension principale, et particulièrement dans le cas de grandes hauteurs d'aspiration ou de conditions correspondant à une grande hauteur d'aspiration produite par exemple par des filtres d'entrée obstrués, il n'y a aucune chance d'ajuster la vitesse et par conséquent aucune possibilité d'empêcher la cavitation, ce qui peut aboutir rapidement à l'endommagement de la pompe.



   L'installation de pompage pour liquide selon l'invention ainsi que son procédé de mise en action, visant à atteindre le but précité, sont tels que définis dans les revendications 1 et 3.



   L'invention sera maintenant décrite plus en détail en référence au dessin annexé, qui comporte une figure unique représentant une vue en coupe axiale d'une réalisation donnée à titre d'exemple d'une installation de pompage pour liquide selon l'invention.



   L'installation de pompage pour liquide illustrée comporte un carter 1, qui contient de manière étanche un moteur 2 sans balai à courant alternatif ayant une puissance donnée de, par exemple, 4 kW. Le moteur 2 présente un arbre 3 pivoté dans un palier à billes 4, et une roue à ailettes 5 est fixée à l'extrémité libre de l'arbre 3. Un inverseur statique réglable 6 est disposé dans un espace étanche du carter 1 de la pompe, cet inverseur étant conçu pour recevoir une tension alternative du réseau principal par l'entremise d'un câble 7, et de transformer cette tension alternative d'abord en une tension continue, puis en une tension alternative d'une fréquence choisie.



  Dans la forme d'exécution illustrée, le moteur 2 consiste en un moteur triphasé auquel la tension est appliquée par l'entremise de conducteurs 8, 9 et 10 à partir de l'inverseur statique 6. La roue à ailettes 5 est disposée de manière à pomper le liquide à partir d'une entrée de liquide   1 1    et 12 vers un passage hélicoïdal 13 entourant ladite roue et à partir de ce passage 13 vers une sortie 14, laquelle, dans le cas d'une pompe immersible, est reliée à un tuyau ou un organe similaire. Un   oeillet    de levage 15 est prévu sur la partie supérieure du carter 1 de la pompe, au moyen duquel la pompe peut être reliée à une ligne destinée à abaisser la pompe dans un endroit à partir duquel un liquide, normalement de l'eau ou un mélange d'eau et d'eau d'égouts, est à pomper à un niveau donné.



   Lorsque le moteur 2 à deux pôles alimenté en tension d'une fréquence de 50 Hz aux moyens de l'inverseur 6 est alimenté avec une tension ayant une fréquence de 100 Hz, la vitesse du moteur augmente de 3000 à 6000 trimin, et le couple reste inchangé. Ainsi, on peut choisir une roue à ailettes avec une vitesse spécifique double en maintenant inchangées les autres valeurs. Si le moteur à deux pôles est remplacé par un moteur à quatre pôles du même poids, c'est-àdire ayant les mêmes dimensions externes, et que la fréquence est augmentée à 200 Hz, une vitesse de 6000   trlmin    est également obtenue et le couple est doublé, à cause du fait que le rotor d'un moteur à quatre pôles est beaucoup plus grand que le rotor d'un moteur à deux pôles.

  La puissance augmentera en même temps, étant donné qu'elle est une fonction du produit de la vitesse par le couple, I'inverseur étant toutefois destiné à limiter la puissance de façon à ne pas surcharger le moteur.



   Cette augmentation de la vitesse du moteur permet de remplacer une roue à ailettes avec des passages étroits, c'est-à-dire une roue à ailettes à haute pression, par une roue à ailettes du type ouvert, et dans les cas extrêmes par une roue à ailettes du type en hélice.



   Le résultat de l'utilisation spécifiquement plus élevée de la pompe aboutit comme déjà mentionné à une augmentation du risque de cavitation, plus particulièrement lorsque des hauteurs d'aspiration importantes sont impliquées. Selon l'invention, ce risque est réduit en contrôlant la vitesse de telle sorte que la cavitation ne se produise pas ou du moins pour empêcher qu'elle ne se poursuive.



   Un transducteur de pression à choc ou accélérométre 16 est disposé de façon adjacente à la roue à ailettes 5 afin de détecter la cavitation, ce transducteur ou accéléromètre 16 étant en effet prévu pour détecter les chocs de pression dans le liquide lorsque la cavitation se produit, et pour envoyer un signal à l'inverseur 6, par l'entremise d'un conducteur 17, en vue de diminuer la fréquence de tension de sortie et par conséquent de diminuer la vitesse du moteur 2 et de la roue à ailettes 5. La réalisation illustrée comprend également un détecteur de niveau de liquide 18 disposé de façon à envoyer un signal à l'inverseur 6, par l'entremise d'un conducteur 19, pour diminuer la fréquence et par conséquent la vitesse du moteur 2 et de la roue à ailettes 5.

  L'inverseur est réglé de façon appropriée à une fréquence élevée et en même temps de telle sorte que la puissance de sortie soit maintenue constante, c'est-à-dire que la puissance de sortie du moteur soit maintenue constante ou au moins substantiellement constante. En conséquence, dès que la hauteur d'élévation dévie d'une valeur nominale ou déterminée, le moteur cherchera à atteindre une vitesse correspondant à la fréquence supérieure et ainsi à augmenter le flux. Dans ce qui précède, on a admis que l'inverseur était incorporé dans le carter de la pompe, bien qu'il soit possible que cet inverseur constitue une unité séparée disposée à l'extérieur de la pompe.

  

   Comme mentionné précédemment, lorsque la cavitation se produit, cela conduit à un changement de fréquence réduisant la vitesse du moteur 2, et un signal de diminution de la fréquence est obtenu à partir de l'accéléromètre 16, lequel délivre un signal de diminution de fréquence à l'inverseur par l'entremise du conducteur 17. L'accéléromètre est de façon appropriée du type piézo-électrique  



  et réagit aux pics sonores qui sont propagés à travers le liquide lorsque la cavitation se produit. Une chambre de niveau de liquide 18 est prévue pour, lorsqu'il n'y a pas de pression de liquide dans le canal ou passage 13, produire un signal de diminution de la fréquence sur la ligne 19, ce signal de diminution de fréquence assurant que le moteur 2 ne dépasse pas une vitesse à vide donnée. Selon une alternative, le signal peut être délivré sous la forme d'un signal d'arrêt. 

Claims (3)

1. REVENDICATIONS 1. Installation de pompage pour liquide comportant une roue à ailettes (5) logée dans un carter(lf et entraînée par un moteur (2) sans balai à courant alternatif, ainsi qu'un inverseur statique (6) destiné à alimenter en énergie ledit moteur à une fréquence de sortie de 100 à 1000 Hz, caractérisée par le fait qu'elle comporte des moyens de détection (16) pour détecter l'état de cavitation et délivrer un signal de commande à l'inverseur (6), de telle sorte que la fréquence de sortie de celui-ci soit diminuée et que la cavitation cesse.
2. 2. Installation selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les moyens de détection comprennent un transducteur ou accélé romètre à pression de choc (16) disposé de maniére adjacente à la roue à ailettes.
3. 3. Procédé de mise en action de l'installation selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la fréquence de sortie de l'inverseur est réglée de manière à maintenir la vitesse de révolution de la roue à ailettes à une valeur à laquelle il ne se produit pas de cavitation.

   La présente invention se rapporte à une installation de pompage pour liquide comportant une roue à ailettes logée dans un carter et qui est entraînée par un moteur sans balai à courant alternatif alimenté en énergie par l'entremise d'un inverseur statique réglable ayant une fréquence de sortie de 100 à 1000 Hz, ainsi qu'à un procédé de mise en action de cette installation de pompage.

   Le brevet CH N" 651111 concerne une installation de pompage pour liquide du type précité ainsi qu'un procédé de mise en action de celle-ci rendant possible par la régulation de la fréquence la construction de pompes submersibles de dimensions externes faibles, de même qu'une augmentation de la puissance de sortie et de la vitesse afin d'augmenter de façon importante l'efficacité de la pompe.

   Ceci présente toutefois un risque augmenté de cavitation, plus particuliérement lorsque de grandes hauteurs d'aspiration sont impliquées.

   Par conséquent, le but de cette invention consiste à réduire ce risque, en contrôlant la vitesse du moteur, et par conséquent la vitesse de la roue à ailettes de la pompe ou du rotor de telle sorte que la cavitation ne se produise pas ou qu'elle soit empêchée de toute manière de se poursuivre à côté de l'usage de la méthode sophistiquée et de la pompe décrite dans le brevet mentionné précédemment ou d'une pompe normalement entraînée à une vitesse constante déterminée par la fréquence de l'inverseur.

   On doit observer que dans le cas d'une pompe conventionnelle qui est directement reEee à la tension principale, et particulièrement dans le cas de grandes hauteurs d'aspiration ou de conditions correspondant à une grande hauteur d'aspiration produite par exemple par des filtres d'entrée obstrués, il n'y a aucune chance d'ajuster la vitesse et par conséquent aucune possibilité d'empêcher la cavitation, ce qui peut aboutir rapidement à l'endommagement de la pompe.

   L'installation de pompage pour liquide selon l'invention ainsi que son procédé de mise en action, visant à atteindre le but précité, sont tels que définis dans les revendications 1 et 3.

   L'invention sera maintenant décrite plus en détail en référence au dessin annexé, qui comporte une figure unique représentant une vue en coupe axiale d'une réalisation donnée à titre d'exemple d'une installation de pompage pour liquide selon l'invention.

   L'installation de pompage pour liquide illustrée comporte un carter 1, qui contient de manière étanche un moteur 2 sans balai à courant alternatif ayant une puissance donnée de, par exemple, 4 kW. Le moteur 2 présente un arbre 3 pivoté dans un palier à billes 4, et une roue à ailettes 5 est fixée à l'extrémité libre de l'arbre 3. Un inverseur statique réglable 6 est disposé dans un espace étanche du carter 1 de la pompe, cet inverseur étant conçu pour recevoir une tension alternative du réseau principal par l'entremise d'un câble 7, et de transformer cette tension alternative d'abord en une tension continue, puis en une tension alternative d'une fréquence choisie.

   Dans la forme d'exécution illustrée, le moteur 2 consiste en un moteur triphasé auquel la tension est appliquée par l'entremise de conducteurs 8, 9 et 10 à partir de l'inverseur statique 6. La roue à ailettes 5 est disposée de manière à pomper le liquide à partir d'une entrée de liquide 1 1 et 12 vers un passage hélicoïdal 13 entourant ladite roue et à partir de ce passage 13 vers une sortie 14, laquelle, dans le cas d'une pompe immersible, est reliée à un tuyau ou un organe similaire. Un oeillet de levage 15 est prévu sur la partie supérieure du carter 1 de la pompe, au moyen duquel la pompe peut être reliée à une ligne destinée à abaisser la pompe dans un endroit à partir duquel un liquide, normalement de l'eau ou un mélange d'eau et d'eau d'égouts, est à pomper à un niveau donné.

   Lorsque le moteur 2 à deux pôles alimenté en tension d'une fréquence de 50 Hz aux moyens de l'inverseur 6 est alimenté avec une tension ayant une fréquence de 100 Hz, la vitesse du moteur augmente de 3000 à 6000 trimin, et le couple reste inchangé. Ainsi, on peut choisir une roue à ailettes avec une vitesse spécifique double en maintenant inchangées les autres valeurs. Si le moteur à deux pôles est remplacé par un moteur à quatre pôles du même poids, c'est-àdire ayant les mêmes dimensions externes, et que la fréquence est augmentée à 200 Hz, une vitesse de 6000 trlmin est également obtenue et le couple est doublé, à cause du fait que le rotor d'un moteur à quatre pôles est beaucoup plus grand que le rotor d'un moteur à deux pôles.

   La puissance augmentera en même temps, étant donné qu'elle est une fonction du produit de la vitesse par le couple, I'inverseur étant toutefois destiné à limiter la puissance de façon à ne pas surcharger le moteur.

   Cette augmentation de la vitesse du moteur permet de remplacer une roue à ailettes avec des passages étroits, c'est-à-dire une roue à ailettes à haute pression, par une roue à ailettes du type ouvert, et dans les cas extrêmes par une roue à ailettes du type en hélice.

   Le résultat de l'utilisation spécifiquement plus élevée de la pompe aboutit comme déjà mentionné à une augmentation du risque de cavitation, plus particulièrement lorsque des hauteurs d'aspiration importantes sont impliquées. Selon l'invention, ce risque est réduit en contrôlant la vitesse de telle sorte que la cavitation ne se produise pas ou du moins pour empêcher qu'elle ne se poursuive.

   Un transducteur de pression à choc ou accélérométre 16 est disposé de façon adjacente à la roue à ailettes 5 afin de détecter la cavitation, ce transducteur ou accéléromètre 16 étant en effet prévu pour détecter les chocs de pression dans le liquide lorsque la cavitation se produit, et pour envoyer un signal à l'inverseur 6, par l'entremise d'un conducteur 17, en vue de diminuer la fréquence de tension de sortie et par conséquent de diminuer la vitesse du moteur 2 et de la roue à ailettes 5. La réalisation illustrée comprend également un détecteur de niveau de liquide 18 disposé de façon à envoyer un signal à l'inverseur 6, par l'entremise d'un conducteur 19, pour diminuer la fréquence et par conséquent la vitesse du moteur 2 et de la roue à ailettes 5.

   L'inverseur est réglé de façon appropriée à une fréquence élevée et en même temps de telle sorte que la puissance de sortie soit maintenue constante, c'est-à-dire que la puissance de sortie du moteur soit maintenue constante ou au moins substantiellement constante. En conséquence, dès que la hauteur d'élévation dévie d'une valeur nominale ou déterminée, le moteur cherchera à atteindre une vitesse correspondant à la fréquence supérieure et ainsi à augmenter le flux. Dans ce qui précède, on a admis que l'inverseur était incorporé dans le carter de la pompe, bien qu'il soit possible que cet inverseur constitue une unité séparée disposée à l'extérieur de la pompe.

   Comme mentionné précédemment, lorsque la cavitation se produit, cela conduit à un changement de fréquence réduisant la vitesse du moteur 2, et un signal de diminution de la fréquence est obtenu à partir de l'accéléromètre 16, lequel délivre un signal de diminution de fréquence à l'inverseur par l'entremise du conducteur 17. L'accéléromètre est de façon appropriée du type piézo-électrique **ATTENTION** fin du champ CLMS peut contenir debut de DESC **.