EP0044530A1 - Groupe de pompage électrique, à palette, à joint d'huile - Google Patents

Groupe de pompage électrique, à palette, à joint d'huile Download PDF

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EP0044530A1
EP0044530A1 EP81105579A EP81105579A EP0044530A1 EP 0044530 A1 EP0044530 A1 EP 0044530A1 EP 81105579 A EP81105579 A EP 81105579A EP 81105579 A EP81105579 A EP 81105579A EP 0044530 A1 EP0044530 A1 EP 0044530A1
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EP
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pumping
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stator
electric
motor
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EP81105579A
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German (de)
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Inventor
Jacques Long
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Alcatel CIT SA
Original Assignee
Alcatel CIT SA
Compagnie Industrielle de Telecommunication CIT Alcatel SA
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C23/00—Combinations of two or more pumps, each being of rotary-piston or oscillating-piston type, specially adapted for elastic fluids; Pumping installations specially adapted for elastic fluids; Multi-stage pumps specially adapted for elastic fluids
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C29/00—Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
    • F04C29/02—Lubrication; Lubricant separation
    • F04C29/021—Control systems for the circulation of the lubricant

Definitions

  • the invention relates to an electric pump unit, vane, with oil seal comprising on the one hand an electric motor stator element and an electric motor rotor element and on the other hand a stator pumping element and a rotor element central pumping.
  • the electric drive functions on the one hand, and pumping on the other hand are ensured by a juxtaposition of separate parts, usually using a coupling sleeve or a common shaft. This results in significant bulk.
  • the object of the invention is to provide an electric pumping unit having a reduced overall size and consequently a low cost price.
  • the subject of the invention is an electric pump unit, vane, with oil seal, comprising on the one hand an electric motor stator element and an electric motor rotor element and on the other hand a stator pumping element and an element central pump rotor, characterized in that the pump stator element is arranged concentrically inside the motor stator element and in that the pump rotor element is produced by the motor rotor element, said rotor element motor having an eccentric axis of rotation inside the enclosure constituted by the stator pumping element.
  • the pumping rotor element comprises at least two movable vanes arranged in peripheral notches.
  • the pumping rotor element can be arranged tangentially in contact with the pumping stator element along a generator of the pumping enclosure.
  • the rotor element is disposed mobile around a fixed rotor axis.
  • the group constituting a pump vacuum with oil seal, the rotor axis comprises' on one end an electromagnetic control of an oil circulation sealing valve.
  • the pumping group shown in the figures is constituted by a vacuum pump with oil seal vane.
  • An oil tank 1 of the pumping group rests on the ground by rubber feet 11 and is provided with a filling orifice 12, a drainage orifice 13 and a level 14 of oil.
  • the lower volume of the tank 1 is filled with oil 15 while the upper volume is occupied by an oil separator 16 into which opens a discharge orifice 17.
  • a fan 2 comprising a stator 21 supporting by means of a peripheral bearing 22 a rotor 23 provided on its outer part with blades 24.
  • the lower flange 3 of the electric pump which comprises an electric motor stator element 4, a pumping stator element 5, a rotor element 6 and an upper flange 7.
  • the electric motor stator element 4 comprises in a known manner a conventional electric winding wound on a magnetic circuit, the details of which have not been shown, and which are arranged inside a peripheral carcass 41 of aluminum, comprising longitudinally ventilation channels 42 between cooling fins 43.
  • a pumping stator element 5 of cylindrical shape of revolution made of non-magnetic material of small thickness.
  • the stator element constitutes in cooperation with the lower flange 3 and the upper flange 7 a sealed pumping chamber 50, for example using seals not shown.
  • the rotor 6 Inside the pumping chamber 50 is arranged the rotor 6 in the form of a squirrel cage, which constitutes the electric rotor element of the electric stator element 4.
  • the rotor 6 rotates around a shaft 30 integral with the lower flange 3 with which it came from the foundry, bearings 61 being interposed between the shaft 30 and an internal bore of the rotor 6.
  • the shaft 30 is off-center relative to the axis of the stator elements 4 and 5. Its end is disposed in a housing 70 of the flange 7.
  • the rotor 6, the outside diameter of which is less than the internal diameter of the stator element 5, is tangent to the stator element 5 along a generator marked at 51.
  • the rotor 6 has on its periphery two diametrically opposite longitudinal notches 62 in each of which is arranged a pallet 63 movable between the bottom of the slot 62 and the internal wall of the stator element 5.
  • the flange 7 comprises at approximately eighty degrees from the generator 51 in the direction of rotation a suction port 71 connected to a suction line 72, then at one hundred and sixty about ten degrees from the suction opening an opening 73 in relation to a ballast of air 74.
  • the flanges 3 and 7 have on their periphery fins 43 and 75 arranged in the extension of the fins 43.
  • the lower flange has in its central part opposite the shaft 30 a cylindrical hub 31 on which is threaded the stator 21 of the fan 2.
  • the flange 3 and the hub 31 are drilled on the one hand at one hundred and eighty degrees of the generator 51 of an orifice 32 connected to the outlet orifice 81 of a nozzle 8 placed in the oil of the reservoir 1, and on the other hand to about two hundred and eighty degrees from an exhaust orifice 34 opening into the separator 16 via a valve 33.
  • the hub 31, the flange 3 and the adjoining part of the shaft 30 are pierced with a bore 35 in which is disposed a movable axis 82 of magnetic material which is subjected to the bottom of the bore 35 on one end at the antagonistic action of a spring 36 and which carries on the other end a needle 83 cooperating with the inlet orifice 84 of the nozzle 8.
  • the electric pump carries longitudinally a connection box 44 for the electrical connection of the stator element 4 of the pump and of the stator element 21 of the fan.
  • a cover 9 covers the lower flange 3, the fins 43 of the carcass 41, the upper flange 7 and the ballast of air 74.
  • the bottom of the cover 9 has perforations such as 91 to allow the coolant circulated to escape. by the fan 2 in the space between the carcass 41 and the cover 9 and an air intake 92 under the base of the cover 9.
  • the operation of the group is as follows.
  • the rotor 6 starts to rotate in the direction of the arrow F and the paddles 63 sweep the cylindrical wall of the stator element 5 against which it is pressed due to the centrifugal force.
  • the movable axis 82 is subjected to a magnetic attraction on the part of the rotor against the spring 36, which releases the needle 83 from the orifice 84 of the nozzle 8, which, when stationary, constitutes a oil circulation valve. Therefore, the rotor 6 operates like a conventional vane pump with an oil seal.
  • Such an electric pumping unit whose size is reduced can be applied to vacuum pumps as well as to liquid ring pumps or even to refrigeration compressors including hermetic type.

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Abstract

L'invention est relative à un groupe de pompage électrique. Le groupe qui comporte, d'une part un élément statorique électrique moteur (4) et un élément électrique rotorique moteur, et, d'autre part, un élément statorique de pompage (5) et un élément rotorique de pompage (6), est caractérisé en ce que l'élément statorique de pompage (5) est disposé concentriquement à l'intérieur de l'élément statorique moteur (4) et en ce que l'élément rotorique de pompage (6) est réalisé par l'lément rotorique moteur, ledit élément rotorique moteur présentant un axe de rotation (30) excentré à l'intérieur de l'enceinte (50) constituée par l'élément statorique de pompage (5). L'invention s'applique notamment aux pompes à vide.

Description

  • L'invention est relative à un groupe de pompage électrique, à palette, à joint d'huile comportant d'une part un élément statorique électrique moteur et un élément électrique rotorique moteur et d'autre part un élément statorique de pompage et un élément rotorique central de pompage.
  • Dans le groupe de pompage électrique, qu'il s'agisse de pompe à vide, compresseurs ou circulateurs de fluide, les fonctions d'entraînement électrique d'une part, et de pompage d'autre part, sont assurés par une juxtaposition d'organes séparés, utilisant généralement un manchon d'accouplement ou encore un arbre commun. Il en résulte ainsi un encombrement notable.
  • L'invention a pour but un groupe de pompage électrique présentant un encombrement réduit et par voie de conséquence un bas prix de revient.
  • L'invention a pour objet un groupe de pompage électrique, à palette, à joint d'huile, comportant d'une part un élément statorique électrique moteur et un élément électrique rotorique moteur et d'autre part un élément statorique de pompage et un élément rotorique central de pompage, caractérisé en ce que l'élément statorique de pompage est disposé concentriquement à l'intérieur de l'élément statorique moteur et en ce que l'élément rotorique de pompage est réalisé par l'élément rotorique moteur, ledit élément rotorique moteur présentant un axe de rotation excentré à l'intérieur de l'enceinte constituée par l'élément statorique de pompage.
  • Selon une mise en oeuvre préférée de l'invention, l'élément rotorique de pompage comporte au moins deux palettes mobiles disposées dans des encoches périphériques. L'élément rotorique de pompage peut être disposé tangentiellement au contact de l'élément statorique de pompage selon une génératrice de l'enceinte de pompage.
  • De préférence, l'élément rotorique est disposé mobile autour d'un axe rotorique fixe. Le groupe constituant une pompe à vide à joint d'huile, l'axe rotorique comporte 'sur une extrémité une commande électro magnétique d'un clapet d'étanchéité de circulation d'huile.
  • L'invention sera expliquée ci-après plus en détail à l'aide d'un mode de réalisation donné à titre d'exemple et illustré dans les dessins.
    • La figure 1 est une vue schématique de dessus de la coupe transversale suivant I-I de la figure 2 d'un groupe de pompage électrique selon l'invention.
    • La figure 2 est une vue en coupe radiale suivant II-II du groupe de pompage électrique selon la figure 1.
    • La figure 3 est une vue en coupe radiale suivant III-III du groupe de pompage électrique selon la figure 1.
  • Le groupe de pompage représenté dans les figures est constitué par une pompe à vide à palette à joint d'huile.
  • Une cuve 1 à l'huile du groupe de pompage repose sur le sol par des pieds en caoutchouc 11 et est munie d'un orifice de remplissage 12, d'un orifice de vidange 13 et d'un niveau 14 d'huile. Le volume inférieur de la cuve 1 est rempli d'huile 15 tandis que le volume supérieur est occupé par un séparateur d'huile 16 dans lequel débouche un orifice d'évacuation 17.
  • Sur la cuve à huile 1 repose un ventilateur 2 comportant un stator 21 supportant par l'intermédiaire d'un roulement périphérique 22 un rotor 23 muni sur sa partie extérieure de pales 24.
  • Sur le stator 21 du ventilateur 2 repose le flasque inférieur 3 de l'électro-pompe qui comprend un élément statorique électrique moteur 4, un élément statorique pompage 5, un élément rotorique 6 et un flasque supérieur 7.
  • L'élément statorique électrique moteur 4 comprend de manière connue un enroulement électrique classique bobiné sur un circuit magnétique, dont les détails n'ont pas été représentés, et qui sont disposés à l'intérieur d'une carcasse périphérique 41 en aluminium, comportant longitudinalement des canaux de ventilation 42 entre des ailettes de refroidissement 43. Contre la paroi interne de l'élément statorique 4, est disposé concentriquement un élément statorique de pompage 5 de forme cylindrique de révolution réalisé en matériau amagnétique de faible épaisseur. L'élément statorique constitue en coopération avec le flasque inférieur 3 et le flasque supérieur 7 une chambre de pompage 50 étanche, par exemple à l'aide de joints d'étanchéité non représentés.
  • A l'intérieur de la chambre de pompage 50 est disposé le rotor 6 sous forme de cage d'écureuil, qui constitue l'élément rotorique électrique de l'élément statorique électrique 4. Le rotor 6 tourne autour d'un arbre 30 solidaire du flasque inférieur 3 avec lequel il est venu de fonderie, des paliers 61 étant interposés entre l'arbre 30 et un alésage interne du rotor 6. L'arbre 30 est décentré par rapport à l'axe des éléments statoriques 4 et 5. Son extrémité est disposé dans un logement 70 du flasque 7. Le rotor 6, dont le diamètre extérieur est inférieur au diamètre interne de l'élément statorique 5, est tangent à l'élément statorique 5 le long d'une génératrice repérée en 51. Le rotor 6 comporte sur sa périphérie deux encoches longitudinales 62 diamètralement opposées dans chacune desquelles est disposée une palette 63 mobile entre le fond de la fente 62 et la paroi interne de l'élément statorique 5.
  • Le rotor étant supposé tourner dans le sens de la flèche F, le flasque 7 comporte à environ quatre vingt degrés de la génératrice 51 dans le sens de rotation un orifice d'aspiration 71 relié à une conduite d'aspiration 72, puis à cent soixante dix degrés environ de l'orifice d'aspiration un orifice 73 en relation avec un lest d'air 74.
  • Les flasques 3 et 7 comportent sur leur périphérie des ailettes 43 et 75 disposées dans le prolongement des ailettes 43.
  • Le flasque inférieur comporte dans sa partie centrale à l'opposé de l'arbre 30 un moyeu cylindrique 31 sur lequel est enfilé le stator 21 du ventilateur 2. Le flasque 3 et le moyeu 31 sont percés d'une part à cent quatre vingt degrés de la génératrice 51 d'un orifice 32 relié à l'orifice de sortie 81 d'un gicleur 8 placé dans l'huile du réservoir 1, et d'autre part à environ deux cent quatre vingt degrés d'un orifice d'échappement 34 débouchant dans le séparateur 16 par l'intermédiaire d'une soupape 33.
  • Le moyeu 31, le flasque 3 et la partie attenante de l'arbre 30 sont percés d'un alésage 35 dans lequel est disposé un axe mobile 82 en matériau magnétique qui est soumis au fond de l'alésage 35 sur une extrémité à l'action antagoniste d'un ressort 36 et qui porte sur l'autre extrémité un pointeau 83 coopérant avec l'orifice d'entrée 84 du gicleur 8.
  • L'électro-pompe porte longitudinalement une boîte de connexion 44 pour le raccordement électrique de l'élément statorique 4 de la pompe et de l'élément statorique 21 du ventilateur. Un capot 9 coiffe le flasque inférieur 3, les ailettes 43 de la carcasse 41, le flasque supérieur 7 et le lest d'air 74. Le fond du capot 9 présente des perforations telle que 91 pour laisser échapper le fluide de refroidissement mis en circulation par le ventilateur 2 dans l'espace compris entre la carcasse 41 et le capot 9 et une prise d'air 92 sous la base du capot 9.
  • Le fonctionnement du groupe est le suivant. Lorsque les éléments statoriques 4 et 21 sont alimentés en énergie électrique, le rotor 6 se met à tourner dans le sens de la flèche F et les palettes 63 balaient la paroi cylindrique de l'élément statorique 5 contre lequel elle est plaquée du fait de la force centrifuge. Simultanément, l'axe mobile 82 est soumis à une attraction magnétique de la part du rotor à l'encontre du ressort 36, ce qui libère le pointeau 83 de l'orifice 84 du gicleur 8, qui, à l'arrêt, constitue un clapet d'étanchéité de circulation d'huile. Dès lors, le rotor 6 fonctionne comme une pompe à palette classique à joint d'huile.
  • Un tel groupe de pompage électrique dont l'encombrement est réduit peut s'appliquer aussi bien aux pompes à vide qu'aux pompes à anneau liquide ou encore à des compresseurs frigorifiques y compris de type hermétique.

Claims (5)

1/ Groupe de pompage électrique, à palette, à joint d'huile, comportant d'une part un élément statorique électrique moteur et un élément électrique rotorique moteur et d'autre part un élément statorique de pompage et un élément rotorique central de pompage, caractérisé en ce que l'élément statorique de pompage (5) est disposé concentriquement à l'intérieur de l'élément statorique moteur (4) et en ce que l'élément rotorique de pompage (6) est réalisé par l'élément rotorique moteur, ledit élément rotorique moteur présentant un axe de rotation excentré à l'intérieur de l'enceinte de la chambre (50) constituée par l'élément statorique de pompage.
2/ Groupe selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément rotorique de pompage (6) comporte au moins deux palettes mobiles (63) disposées dans des encoches périphériques (62).
3/ Groupe selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'élément rotorique de pompage (6) est disposé tangentiellement au contact de l'élément statorique de pompage selon une génératrice (51) de l'enceinte (50) de pompage.
4/ Groupe selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'élément rotorique (6) est disposé mobile autour d'un axe rotorique (30) fixe.
5/ Groupe selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il constitue une pompe à vide à joint d'huile et que l'axe rotorique (30) comporte sur une extrémité une commande électro magnétique (82) d'un clapet (83, 84) d'étanchéité de circulation d'huile.
EP81105579A 1980-07-23 1981-07-16 Groupe de pompage électrique, à palette, à joint d'huile Withdrawn EP0044530A1 (fr)

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FR8016225 1980-07-23

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